Переработка твердых бытовых отходов при помощи пиролиза

Пиролиз ТБО: Преимущества и недостатки

Процесс переработки твердых бытовых отходов под действием высоких температур без доступа кислорода называется пиролизом. Дословно переводится с латыни, как «разлагаю огнем». Процесс пиролиза ТБО заключается в расщеплении соединений, из которых образован утиль, до более простых веществ с низкой молекулярной массой.

Вы можете полностью прослушать эту статью в нашем подкасте:

Технология пиролиза

В конце процесса получают следующие продукты:

• смесь газов (горючих и негорючих), ее называют — пиролизный газ, синтез-газ, пиролитический газ;
• пиролитическое масло, служащее впоследствии топливом для печей или материалом для дальнейшей переработки;
• вода;
• пикарбон (уголь — твердый остаток, содержащий углерод).

Пиролиз любого вида проходит в 4 этапа:

1. Сушка сырья в сушильной камере.
2. Собственно пиролиз (перегонка).
3. Горение твердых компонентов.
4. Получение пиролитического масла, газа и углеродистого остатка.

Смотрите видео: Установка пиролиза. Всё об этом

'); align=center><\p>

Плюсы пиролиза

По сравнению со сжиганием мусора, пиролиз имеет серьезные преимущества. Главный фактор тот, что в окружающую среду не поступают продукты горения, не происходит загрязнение природы, не наносится вред здоровью людей.

Второй момент — сырьем служат твердые бытовые отходы. При этом важно, что таким способом перерабатывается мусор, который сложно утилизировать другими методами, например, автомобильные шины.

Продукты, получаемые в результате пиролиза, не содержат в себе агрессивных веществ. Их легко складировать даже под землей. Материалов образуется меньше, чем при обычном сжигании. Тяжелые металлы уходят в золу, а не восстанавливаются.

Схема установки для пиролиза резиновой крошки

Минусы пиролиза

К недостаткам пиролиза относят:

• сложность печей;
• дороговизну оборудования;
• необходимость большого количества работников.

Список преимуществ перевешивает возможные недостатки метода.

Виды пиролиза

Несмотря на то, что оборудование для пиролиза дорогостоящее, а подготовка кадров также стоит денег, многие предприниматели рассматривают этот вид работ в качестве идеи для бизнеса.

Причины такой заинтересованности просты:

• метод эффективен из-за использования вторсырья и практически безотходен;
• вносится серьезный вклад в дело защиты окружающей природы;
• не испытывают дискомфорта жители территорий, прилегающих к перерабатывающему заводу.

Метод пиролиза появился еще в XIX веке. С тех пор он постоянно развивается. Энтузиасты искали все новые способы для разложения мусора.

При этом преследовались следующие цели:

1. Сохранение окружающей среды.
2. Создание возможностей для накопления продуктов пиролиза.
3. Уменьшение расходов на переработку.
4. Получение прибыли от процессов переработки мусора.

В результате исследований появилось два основных метода переработки: сухой и окислительный.

Для увеличения картинки нажмите на нее

Сухой метод пиролиза

Главный принцип способа — тщательное сохранение невосполнимых природных ресурсов.

С помощью этого метода:

• получают топливо;
• обезвреживают вторсырье;
• получают химические вещества, используемые в промышленности.

Работы ведут в диапазоне температур:

• низкие;
• средние;
• высокие.

Процесс, протекающий при температуре от 450 до 550 градусов, называется низкотемпературным. При этом получают большое количество полукоксов, а также некоторое количество пиролизного газа.

Также на выходе получают смолы, идущие впоследствии на производство каучука. Коксы же используют в качестве топлива для бытовых и промышленных нужд.

Если температуру настраивают в режиме 800 градусов, то это будет среднетемпературный пиролиз. При таком варианте выделяется гораздо большее количество газа, меньше кокса и жидких смол, чем при низкотемпературном методе.

Смотрите видео: Установка непрерывного пиролиза отходов

'); align=center><\p>

Высокотемпературный пиролиз ТБО

Самым эффективным и экологически безопасным способом переработки ТБО остается высокотемпературный пиролиз.

При этом получают большой объем пиролизного газа, шлаки и продукты, которые с успехом применяются в промышленности и производстве.

Немаловажным достоинством метода является возможность переработки бытовых отходов без предварительной сортировки, обработки и сушки.

Проводится процесс высокотемпературного пиролиза по следующему алгоритму:

1. Путем индукционного сепарирования из поступившего на завод мусора отбирают крупногабаритные предметы.
2. Подготовленное утильсырье перерабатывают в газофикаторе и получают пиролизный газ. При этом выделяются побочные химические вещества: хлор, фтор и азот.
3. Очистка синтез-газа до безопасного для экологии состояния и увеличения его энергоемкости.
4. Охлаждение пиролизного газа и его отправка в скруббер, где он очищается от примесей — соединений серы, фтора, хлора и цианидов щелочными растворами.
5. Сжигание уже чистого синтез-газа в особых котлах-утилизаторах. При этом получают электроэнергию, пар или горячую воду.

Высокотемпературный пиролиз на данном этапе остается самым перспективным направлением утилизации мусора. При этом достигаются цели экологической безопасности и получения полезной вторичной продукции.

Газификация при воздействии высоких температур (от 850 до 1450 градусов) позволяет перерабатывать любые ТБО без сортировки, сушки и предварительной обработки.

Схема переработки изношенной авторезины методом пиролиза. Для увеличения картинки нажмите на нее

Продукты пиролиза ТБО

Продуктами пиролиза различных составляющих мусора являются:

• при пиролизе полимерных материалов на выходе получаются мазут, газ и зола. Из мазута впоследствии с помощью сложных технологий вырабатывают синтетическое топливо, которое после очистки применимо для работы двигателей внутреннего сгорания. Золу упаковывают в брикеты и применяют, как топливо;
• автомобильные покрышки утилизируются с получением газа, технического углерода и синтетической нефти. Синтетическую нефть очищают и получают замену природным нефтепродуктам. Технический углерод широко применяется в лакокрасочной промышленности, где его используют в качестве пигмента. Также он идет в ход при производстве резины и некоторых стройматериалов.

С помощью пиролиза есть возможность значительно сократить накопление ТБО на планете.

Источник: https://strazhchistoty.ru/ecology/tbo/piroliz-tbo.html

Переработка ТБО методом пиролиза



Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900° С).

Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии.

Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки.

Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования; переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики; очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов; сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии

Высокотемпературный пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых отходов с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность экономически выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать твердые бытовые отходы без их предварительной подготовки, т. е. сортировки, сушки и т. д.

Технологический процесс

Перерабатываемое сырье загружается в реактор сверху через шлюзовую камеру. Снизу подаются воздух и водяной пар. Отбор продукт-газа осуществляют в верхней части реактора, а выгрузку зольного остатка – в нижней, продвижение рабочей массы в реакторе происходит под действием собственного веса.

По высоте газификатора располагаются несколько характерных зон. В самых верхних слоях температура поддерживается в пределах 100-200°С, и продукт-газ подсушивает сырье, поступающее в реактор, ниже располагается зона, где преобладают процессы пиролиза и возгонки органических веществ.

В бескислородной среде происходит термическое разложение и коксование органической массы.

Некоторая часть углерода сгорает полностью с образованием углекислого газа СО2, за счет чего в зоне газификации поддерживается необходимая температура. Ниже находится зона, где твердый осадок, состоящий в основном из минеральных соединений, постепенно охлаждается в потоке газифицирующего агента, богатого кислородом.

Здесь догорают остатки органических соединений и углерода. Горючие материалы полностью превращаются в золу. Нижняя часть реактора – это зона окончательного охлаждения твердого остатка до температуры около 100°С.

Такая организация процесса термической переработки отходов обеспечивает следующие экологические преимущества по сравнению с методами прямого сжигания:

– процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий? перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) и с высокой влажностью (до 60%);

– низкие линейные скорости газового?– потока в реакторе и его фильтрация через слой исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;

– в некоторых случаях, когда необходимо?– проводить очистку газовых выбросов от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS), которые много проще поглотить, чем SO2; при газификации происходит?– частичное разложение азотсодержащих органических соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;

– сжигание?– в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);

-зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую?– температуру и практически не содержит недогоревшего углерода.

Особенности процесса

Некоторая часть углерода сгорает полностью с образованием углекислого газа СО2, за счет чего в зоне газификации поддерживается необходимая температура. Ниже находится зона, где твердый осадок, состоящий в основном из минеральных соединений, постепенно охлаждается в потоке газифицирующего агента, богатого кислородом.

Здесь догорают остатки органических соединений и углерода. Горючие материалы полностью превращаются в золу. Нижняя часть реактора – это зона окончательного охлаждения твердого остатка до температуры около 100°С.

Перерабатываемое сырье загружается в реактор сверху через шлюзовую камеру. Снизу подаются воздух и водяной пар. Отбор продукт-газа осуществляют в верхней части реактора, а выгрузку зольного остатка – в нижней, продвижение рабочей массы в реакторе происходит под действием собственного веса.

По высоте газификатора располагаются несколько характерных зон. В самых верхних слоях температура поддерживается в пределах 100-200°С, и продукт-газ подсушивает сырье, поступающее в реактор, ниже располагается зона, где преобладают процессы пиролиза и возгонки органических веществ.

В бескислородной среде происходит термическое разложение и коксование органической массы.

Технологический процесс

Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования; переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики; очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов; сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

Высокотемпературный пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых отходов с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность экономически выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать твердые бытовые отходы без их предварительной подготовки, т. е. сортировки, сушки и т. д.

Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900° С).

Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии.

Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки.



Источник: https://potram.ru/index.php?page=311

Переработка ТБО в энергию с помощью пиролиза

Во всём мире рынок оборудования для рециклинга отходов и получения энергии из альтернативных источников активно развивается.

Разрабатывается, конструируется и производится новое оборудование для переработки отходов и получения альтернативных источников энергии.
Одно из перспективных направлений развития — это создание универсальных пиролизных установок для переработки отходов.

Универсальная установка для пиролиза перерабатывает различные виды бытовых и промышленных, твердых, жидких и пастообразных отходов.

Это могут быть изношенные покрышки, резиновые изделия, отходы пластика, отработанные масла, буровые и нефтяные шламы, нефтезагрязненный грунт и нефтепродукты, утратившие свои качества.
Отходы перерабатываются без предварительной подготовки и обработки.

Как это работает?

Реторта — цилиндрический сосуд из жаростойкой нержавеющей стали с крышкой, со специальным затвором для герметизации и исключения попадания воздуха внутрь реторты.
Реторта имеет объём 2,6 кубометра. Она имеет днище в виде усечённого конуса, такая форма препятствуют деформации металла при высоких температурах.

Модуль пиролиза — это вертикальная печь футированная огнеупорным бетоном с армированием и высокотемпературной теплоизоляцией на основе керамического волокна.

Модуль оборудован твердотопливный печью с воздушным наддувом для сжигания низкосортных топлив и газовой горелкой для возможности использования разных видов топлива.

Отходы для переработки загружаются в реторту; размеры реторты позволяют загружать крупногабаритные не измельченные отходы.

После загрузки реторта помещается в модуль пиролиза. В модуле пиролиза создаётся необходимая высокая температура. Сырьё нагревается через стенки реторты и без доступа кислорода подвергается термическому разложению.

После окончания процесса реторта вынимается из модуля и оставляется на открытом воздухе для остывания. Далее следующая реторта ставится в модуль.
В комплекте установки поставляется две реторты, которые в процессе работы сменяются по очереди без перерыва.

Выгрузка твёрдых продуктов разложения из остывший реторты осуществляется с помощью подъемного крана в приемный бункер. При нагревании и разложения отходов внутри реторты образуется парогазовая смесь, которая направляется по трубопроводу в конденсатор-холодильник для охлаждения и конденсации паров пиролиза.

Сконденсированное жидкое печное топливо сливается в сборник, откуда откачивается в ёмкость для хранения.

Полученное топливо можно использовать в качестве энергоносителя на котельных, для выработки электроэнергии на паровых генераторах, а также для переработки с получением бензиновой, керосиновой и дизельной фракции.

Неконденсирующиеся газы проходят систему сепараторов, где тщательно очищаются от капель жидкости, затем направляются на газовую горелку и используется в качестве топлива для поддержания процесса.
Важно отметить, что дополнительное топливо необходимо только на начальной стадии запуска пиролизной установки.

Максимальная эффективность достигается при работе двух и более пиролизных модулей одновременно, так как избыточный газ из первого модуля может быть использован для разогрева второго.

Модули постоянно находятся на разных стадиях процесса; второй модуль проходит стадию максимального газообразования в тот момент, когда первый испытывает наибольшую потребность в топливе. Таким образом нет необходимости в дополнительном топливе. Выбросы в атмосферу существенно уменьшаются, не надо устанавливать газгольдер для временного хранения пиролизного газа.

При одновременной работе большого количества пиролизных модулей отсутствует проблема розжига.
Проведение и окончание процесса пиролиза осуществляется по техническим параметрам температуры и давления, в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Все технологические параметры контролируются и регулируются с пульта управления оператора.

Безопасность

Пиролизная установка оборудована взрывобезопасным клапаном и системой аварийного сброса газа, который в случае нарушения работы исключают вероятность повреждения оборудования и нанесение вреда здоровью обслуживающего персонала.

Размеры

Пиролизные установки разработаны в мобильном исполнении. Габаритные размеры комплекса соответствует размерам сорокафутового контейнера.

Площадка для размещения оборудования не требует длительной подготовки и масштабных строительных работ, все соединения в конструкции фланцевые для оперативного демонтажа и монтажа на объекте.

В комплекте установки поставляется подставка для транспортировки.

Установки в стандартном исполнении предназначены для работы при температурах окружающей среды до -40°С. По заказу фирмой-изготовителем изготавливается специальное исполнение установок для работ при температурах до минус 60°С.

Пиролизные установки долговечны и безопасны, просты в эксплуатации и работают по принципу самообеспечения.

Опыт использования пиролизных установок

Более 200 пиролизных установок для переработки отходов работают во многих странах мира — в Австралия, Аргентине, странах СНГ, Евросоюза, Азии и Африки.
На весь ряд оборудования предоставляется гарантия, сотрудники компании-разработчика обеспечивают пуск/наладку оборудования и обучение персонала в любой стране мира.

Подробную информацию о производителе оборудования
можно найти на сайте http://ttgroupworld.com.

Источник: http://www.musorunet.ru/pererabotka_othodov_s_pomoschyu_piroliza.php

Пиролиз: понятие, технология, процесс, схема, продукты

Под пиролизом твердых бытовых отходов принято понимать процесс термического разложения отходов, происходящий без доступа кислорода. В конечном результате данный процесс позволяет получить твердый углеродистый остаток и пиролизный газ. Пиролиз ТБО способствует созданию современных безотходных технологий утилизации мусора и максимально рациональному использованию природных ресурсов.

Этот метод утилизации ТБО считается намного безопаснее сжигания. Однако, даже не смотря на то, что процесс пиролиза гораздо более трудоемкий, чем традиционное сжигание мусора, данная технология является наиболее перспективной, поскольку во время пиролиза количество выбросов попадающих в атмосферу значительно меньше, чем при традиционном сжигании.

А, следовательно, при использовании технологии пиролиза в таком деле как переработка мусора, существенно уменьшается загрязнение окружающей среды. Итак, какие же процессы происходят во время пиролиза:

• сушка
• сухая перегонка
• горение остатков
• газификация

Количество образовавшихся в процессе пиролиза веществ напрямую зависит от начального состава твердых бытовых отходов и от текущих условий, при которых происходит сам процесс пиролиза. Процессы пиролиза могут протекать с разным температурным уровнем:

1. Низкотемпературный пиролиз (при температуре 450-900 °С). При таком пиролизе выход газа минимален, а количество твердого остатка, смол и масел наоборот, максимально. С увеличением температуры пиролиза, количество получаемого газа увеличивается, ну а количество смол и масел, соответственно, уменьшается;
2. Высокотемпературный пиролиз (при температуре свыше 900 °С). Выход газа при данном способе максимален, а выход смол минимален. Таким образом, при данном методе пиролиза образуется минимальное количество отходов.

Метод и реакция пиролиза

Пиролиз представляет собой термическую деструкцию исходного вещества (реакция пиролиза подразумевает собой разрушение нормальной структуры вещества при помощи высокой температуры, с ограничением доступа кислорода). Его часто встречающейся разновидностью является быстрый пиролиз это такой вид пиролиза, при котором подвод к исходному веществу тепловой энергии производится с высокой скоростью, и без происходит доступа кислорода.

Если медленный пиролиз можно условно сравнить с процессом доведения воды до точки кипения, то метод быстрого пиролиза условно подобен процессу попадания в раскаленное масло капли воды («взрывное вскипание»).

Отличительными особенностями метода быстрого пиролиза являются:

• Способность построения замкнутого непрерывного технологического производственного процесса.
• Относительная «чистота» конечных продуктов пиролиза, достигаемая благодаря отсутствию процесса осмоления.
• Минимальная энергоемкость подобного процесса, в сравнении с иными видами пиролиза.
• Данный процесс сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии (экзотермические реакции при быстром пиролизе превосходят эндотермические).

Схема пиролиза

Главным элементом в любой пиролизной установке является реактор, состоящий из швельшахты и шахтной печи.

В верхнюю часть данного реактора поступают твердые бытовые отходы, которые в процессе пиролиза спускаются ниже через швельшахту. В верхних слоях реактора происходит подсушивание сырья, которое поступает в реактор.

Затем сырье под действием собственного веса продвигается в среднюю часть реактора, где и происходит непосредственно сам процесс пиролиза.

Здесь, в бескислородной среде, происходит коксование мусора и его термическое разложение.

Для защиты атмосферного воздуха от загрязнения делается следующее – из пиролизного реактора дымовые газы проходят через котел-утилизатор, затем они направляются в распылительную сушилку и после этого попадают в абсорбер.

После очистки дымовых газов в абсорбере суспензией известкового молока, отработанная суспензия отправляется в распылительную сушилку, а газы выбрасываются в атмосферу.

Во время данного процесса происходит высокоэффективное обезвреживание твердых бытовых отходов, которые затем попадают в нижнюю часть реактора, и выводятся наружу.

Продукты пиролиза являются абсолютно безопасными с экологической точки зрения и впоследствии могут быть использованы в качестве топлива или ценного сырья для промышленности и народного хозяйства.

Продукты пиролиза

Количество и химический состав продуктов пиролиза напрямую зависит от состава твердых бытовых отходов и температуры разложения. Однако, из обычного мусора, переработанного при помощи пиролиза, мусороперерабатывающие заводы могут получить:

• Электрическую энергию
• Тепловую энергия
• Печное топливо (аналог мазута)
• Синтез-газ
• Жидкие топливные продукты (бензин, дизельное топливо)

Однако, на практике получение большого количества полезных веществ, таких, например, как жидкое топливо, весьма затруднительно, поскольку возникает строгая необходимость в тщательной сортировке отходов на родовые виды. При использовании для пиролиза несортированного мусора, получить из него значительное количество жидкого топлива либо иных полезных веществ не представляется возможным.

Однако перерабатывая подобный мусор с целью утилизации, можно не только добиться снижения объемов захоронения мусора в нашей стране, но и получить весьма ощутимый экономический эффект, благодаря тому, что в процессе пиролиза все равно будет выделяться значительное количество тепловой энергии

Источник: https://ztbo.ru/o-tbo/stati/piroliz/piroliz-ponyatie-texnologiya-process-sxeama-produkti

Комплексы непрерывного пиролиза

По среднестатистическим данным в Киеве возникает необходимость перерабатывать 1,5 млн тонн мусора в год. Представители коммунального хозяйства официально подтверждают, что только 22% отходов сжигается непосредственно в Киеве, на оборудованных установках. Куда же девается остальная масса твердых бытовых отходов (ТБО) и как складывается ее дальнейшая судьба?

Вспомните, какой неприятный запах возникает, если поджечь пластиковую бутылку. А теперь представьте, что люди, живущие неподалеку от необорудованных полигонов, ежедневно вдыхают дым, возникающий при сжигании сотен тысяч бутылок и другого мусора.

Задумываться о том, как этот процесс влияет на состояние здоровья, как минимум, неприятно.

Однако, ситуация может быть изменена, если мусор рассматривать как потенциальное экологически чистое топливо, полученное безопасным путем и решающее ряд энергетических вопросов.

«Так не бывает!», – думает большинство людей, размышляя над подобными революционными идеями.

Но развитием современных технологий занимаются тысячи исследователей именно для того, чтобы развеять сомнения даже самых уверенных скептиков.

Жизнедеятельность человека прямо пропорциональна процессу образования твердых бытовых отходов (ТБО). Каждая сфера деятельности и активности (от работы промышленного предприятия до безобидного выезда на природу) сопровождаются образованием вторсырья разного происхождения. К ТБО традиционно относят следующие категории мусора:

• целлюлозные материалы (древесина, бумага, картон);
• нефтепродукты (нефтешламы, текстиль, резина, разные виды пластика);
• медицинские отходы;
• отходы древесины;
• стекло и стекловолокно;
• иловые осадки сточных вод;
• отходы агропромышленных и других производств.

Следует также заметить, что состав ТБО зависит от климата, способа жизни и ментальности региона.

Влажность отходов населенных пунктов стран СНГ в среднем на 10-20% превышает содержание влаги в отходах, образующихся на территории Европы.

А в США количество отходов пищевой промышленности за счет модернизации канализационной сети сокращается до 7%, тогда как в других странах показатель достигает 35% от общей массы.

Развитые страны с инновационными экономическими системами активно избегают утилизации бытовых отходов методом сжигания, так как процесс трудоемкий, нерентабельный и наносящий вред естественной среде. Сегодня человечество ищет эффективные способы выгодной переработки вторсырья, получая при этом альтернативные источники топлива и электроэнергии.

Кроме того, установка оснащена системами сортировки и измельчения сырья, что существенно облегчает процесс подготовки отходов к переработке в топливные продукты.

Высококачественные блоки фильтров разной степени очистки предвидены разработчиками для обеспечения экологической стабильности окружающей среды, поэтому пиролизные комплексы можно устанавливать в населенных пунктах, значительно уменьшая затраты на логистику.

Отработанные материалы непосредственно из мусоровоза загружаются в приемный бункер и при помощи скребкового транспортера перемещаются на транспортерную ленту.

В пиролизном комплексе перерабатываются отходы разного происхождения (за исключением стройматериалов) влажностью до 60%. Далее сырьевые продукты перемещаются в шредеры для последовательного измельчения и сортировки.

В шнековой сушилке производится последний этап подготовки мусора к помещению в реактор, а именно достижение необходимого показателя влажности.

Обработанные отходы подаются в предварительно разогретый реактор, где и происходит термическая деструкция отходов.

В активной части реактора сырье превращается в твердый обуглероженный материал (пирокарбон).

Выход топливных материалов из ТБО составляет от 30% до 65%. Показатель зависит от характеристик составляющих компонентов сырья. Средняя калорийность мусора, образовывающегося в городах, достигает 1500-2000 ккал/кг.

Пирогаз утилизируют на специальных турбинах для получения электрической энергии. Также он успешно применяется для нагрева горячей воды, подающейся в жилые помещения.

Пирокарбон (пироуглерод) традиционно брикетируют как энергоэффективный материал или изготавливают водоугольное топливо на его основе. Другие эффективные направления реализации пироуглерода представлены производством:

• активированного угля;
• разных видов резины;
• пластмассы;
• красителей.

Также продукт активно применяется как адсорбент для очистки сточных вод и в сельскохозяйственной промышленности для удобрения почвы и улучшения ее состава.<\p>

Рассчитать ориентировочный выход топливных продуктов из разных видов отходов можно воспользовавшись

Благодаря таким современным разработкам, появляется возможность более рациональной и экологичной  утилизации бытовых отходов. Поддержка и развитие инновационных технологий приближают на шаг перспективу избавления населенных пунктов и пригородных территорий от свалок и токсического дыма.

чтобы узнать больше о технологии непрерывного пиролиза и установке комплекса в Вашем городе или на базе Вашего предприятия.

Источник: http://pyrolys.net/utilizacija-tbo-metodom-nepreryvnogo-piroliza/ru/1

Обзор развития и применения технологии пиролиза для переработки отходов

Мишустин О. А., Желтобрюхов В. Ф., Грачева Н. В., Хантимирова С. Б. Обзор развития и применения технологии пиролиза для переработки отходов // Молодой ученый. — 2018. — №45. — С. 42-45. — URL https://moluch.ru/archive/231/53604/ (дата обращения: 02.03.2019).



Данная статья представляет собой краткий обзор перспективного метода переработки твердых коммунальных отходов и отходов промышленного производства, с применением пиролиза. Приведена краткая история метода, рассмотрены существующие принципы и технологические решения, а также динамика развития и внедрения.

Ключевые слова: пиролиз, твердые коммунальные отходы, ТКО, переработка отходов, экология.

В последнее время, в связи с быстрым темпом развития промышленной индустрии и общим техногенным развитием цивилизации, особенно явно встает проблема утилизации, переработки и вторичного использования накопленных отходов, как бытового, так и промышленного характера.

Эта проблема приняла серьезный характер из-за оказываемого на биосферу планеты пагубного, зачастую необратимого воздействия.

В 2017 и 2018 году, президент Российской Федерации отдельно отметил вопросы экологической безопасности и выпустил ряд распоряжений, предписывающих выработать стратегии для решения данного вопроса [1].

Пиролиз — это термическое разложение органических соединений (древесины, нефтепродуктов, угля и т. д.) без доступа воздуха. Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза могут использоваться как сырье для химических производств и топливо.

Пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки ТКО с точки зрения, как экологической безопасности, так и получения полезных товарных продуктов. В зависимости от принципиальной схемы установки, возможна переработка различных видов отходов, в том числе, с влажностью 80–90 %, а также добавлением загрязненных сточных вод [2].

Первопроходцами во внедрении процесса пиролиза являются Россия и Швеция, в XII и XVI веках. Первоначально процесс пиролиза использовался для получения сосновой смолы — смолокурение, а также производства угля для нужд металлургической промышленности.

Впервые выделены из нефти ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол, антрацен и др.); установлены важные закономерности процесса пиролиза нефти. Практически в это же время были построены первые заводы в Киеве и Казани.

Для получения газа для освещения, пиролизу подвергался керосин. В начале XX века пиролиз использовался в химической промышленности, главным образом при получении толуола и в энергетике, для получения дешевой альтернативы углеводородному топливу на основе нефти.

В дальнейшем, по методу Фишера-Тропша было освоено получение синтетического топлива, при перегонке бурого угля [3].

Однако, анализ технологий пиролиза, разработанных в ЕС, США и Канаде выявил существенный недостаток, т. к. данные разработки были ориентированы на максимальное получение жидкого пиролизного топлива и совершенно не рассматривался режим синтез-газа.

В современных установках, данные недостатки стараются учитывать, обобщенная схема конструкции показана на рисунке 1.

Рис. 1. Принципиальная схема пиролиза [3]

В зависимости от температуры распада неорганических соединений различают низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз.

К преимуществам низкотемпературного пиролиза можно отнести: легкость хранения и транспортировки отходов пиролиза; существенное уменьшение объемов отходов; получение энергии, которую можно использовать для отопления и получения электроэнергии [4, 5].

Высокотемпературный пиролиз, или коксование (при температуре свыше 900 °C) — физико-химический процесс, при котором минимален выход жидких продуктов, твердого остатка и максимален выход пиролизного газа.

Данный способ утилизации ТКО, по существу, есть не что иное, как газификация отходов.

Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей или биомассы отходов вторичного синтез-газа с целью использования конечного продукта для получения пара, горячей воды, электроэнергии.

Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Первые исследовательские работы по разработке и внедрению технологии высокотемпературного пиролиза относятся к концу 80-х годов прошлого века, однако в России подобные исследования отмечены только с 2002 года [6].

Установки высокотемпературного пиролиза в свою очередь разделяется на несколько подвидов, по способу передачи энергии:

1. Абляционный — передача тепловой энергии и исходному веществу, происходит посредством газ — твердое тело или твердое тело — твердое тело, последнее наиболее эффективно и предпочтительно. Недостатком, данного способа передачи тепловой энергии, является ограничение по производительности, которое можно решить инженерно-техническими способами. Главные достоинства абляционного реактора: отсутствие внутри реактора механических частей и относительно низкая стоимость в 3–5 раз ниже, чем реакторы КС и ЦКС. Примерами могут служить реакторы фирм BTG (Нидерланды, производительность до 8 т биомассы в сутки) и Ensyn (Канада, Великобритания, США) — 15 тыс. т сухой древесины в год;
2. Кипящий слой (КС) — агентом-носителем тепловой энергии является разогретый инертный газ, подаваемый в реактор воздуходувками. При этом передача тепловой энергии происходит по системе газ — исходное вещество. Примерами могут служить реакторы Университета Ватерлоо (Канада, производительность 200 кг/ч) и фирмы Ensyn (США, производительность 2,5 т/ч). Основным недостатком реакторов, данного типа, является расход большого количества инертного газа, что приводит к дополнительным производственным расходам, а также создает дополнительные трудности с дальнейшим разделением агента-носителя (инертного газа) и пиролизного газа;
3. Циркулирующий кипящий слой (ЦКС) — агент-носитель, после передачи тепловой энергии исходному веществу, выводится из реактора, для последующего разогрева и очистки, затем снова вводится в реактор. Агентом-носителем тепловой энергии, в этом случае, может служить речной или морской песок. Компания RedArrow (США) на базе двух реакторов ЦКС запустила технологию RTR c газотурбинным двигателем мощностью 2,5 МВт, перерабатывая 60т древесных отходов в сутки. Основными недостатками установок с реакторами ЦКС (RTR технология) являются: сложность и объемность оборудования, высокая стоимость построения технологии, которая в пять раз превосходит абляционную технологию.

Технико-экономические расчеты показывают, что для выработки тепловой энергии мощностью до 10 МВт, наиболее целесообразно применять абляционные технологии. Подтверждением может служить запущенная в России экспериментальная промышленная установка пиролиза торфа, с реактором абляционного типа, производительностью 700 кг/ч торфяного сырья [7, 8].

Наибольший интерес и перспективу для внедрения представляет процесс высокотемпературного пиролиза. Основная технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов:

1. Отбор из отходов крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования;
2. Переработка подготовленных отходов в газификаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шлака при расплавлении металлов, стекла, керамики;
3. Очистка синтез-газа с целью повышения экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов;
4. Сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды, электроэнергии.

При переработке, например, древесной стружки синтез-газ содержит: влагу — 33,0 %; окись углерода — 24,2 %; водород — 19,0 %; метан — 3,0 %; двуокись углерода —10,3 %; азот — 43,4 %, также 35–45 г/нм дегтя.

Из 1 тонны твердых отходов, состоящих из 73 % ТКО, 7 % резиновых отходов, основную массу которых составляют автомобильные шины и 20 % каменного угля получают 40 кг смолы, используемой в котельной и влажный газ.

Объемная доля компонентов сухого газа: водород — 20 %, метан — 2 %, окись углерода — 20 %, двуокись углерода — 8 %, кислород — 1 %, азот — 50 %.

Низшая теплота сгорания 5,4–6,3 МДж/м3, выход шлака составляет 200 кг/т [6, 7].

Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды.

Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. В целом процесс требует меньших капитальных вложений.

Литература:

Источник: https://moluch.ru/archive/231/53604/

Переработка ТБО, технология пиролиза, переработка мусора в России

Сегодня можно легко наладить работу предприятия, которое могло бы перерабатывать твердые бытовые отходы (ТБО). Благодаря таким комплексам можно легко сортировать и перегружать мусор, делать его пригодным для вторичного использования.

Найти поставщика такого оборудования довольно легко, они предлагают свои услуги во всех регионах нашей страны. Дополнительно эти же компании готовы предоставить гарантийное и сервисное обслуживание.

Переработка ТБО при помощи пиролиза

Пиролиз позволяет переработать твердые отходы и получить энергоноситель, технологии не нужен кислород, весь процесс происходит внутри камеры, соответственно это не приводит к загрязнению окружающей среды. Как именно работает пиролиз? Это высокие температуры и химическое воздействие. Полученные энергоносители используются для выработки электрической энергии, пара или горячей воды.

Вся технология пиролиза состоит из нескольких стадий:

• Сначала мусор полностью сортируется, необходимо удалить слишком крупные элементы. Так как они не смогут быть переработаны. Их необходимо вновь раздробить
• Далее требуется избавиться от металла, делается это с помощью мощного магнита, который отбирает любые детали с содержанием металла
• Теперь все фракции отправляются в специальную камеру, где происходит процесс переработки. В газификаторе, как его называют, отходы превращаются в синтезированный газ

Газом заправляют различные по размерам баллоны, и отправляют их на различные предприятия и заводы, где он используется по назначению. Несмотря на то, что со стороны процесс пиролиза кажется простым, это очень сложная технология, которая требует больших вложений в дорогостоящее оборудование.

Если взять переработку макулатуры, то здесь потребуется специальный пресс, он значительно уменьшит количество материалов. Но помимо макулатуры можно прессовать и другие материалы, например металл, пластик и т.д.

Именно поэтому в последнее время так часто наши предприниматели стали покупать оборудование для переработки ТБО от китайских производителей. Благодаря такому оборудованию значительно сократились склады, теперь любые отходы можно переработать.

Большое преимущество данных установок в том, что они просты в эксплуатации и не требуют большого количества рабочих. Мало того, важный момент, китайские и отечественные линии по переработке ТБО стоят гораздо дешевле установок из Европы.

Не стоит также беспокоиться, что при переезде с одной площадки на другую, придется мучиться с его транспортировкой. Современные линии по переработке отходов состоят из отдельных секций, они легко разбираются и вновь собираются.

Переработка ТБО как бизнес

В настоящий момент, бизнес по переработке отходов является одним из самых перспективных в нашей стране. Как показывает практика, количество различных отходов увеличивается постоянно, не только в нашей стране, но и во всем мире.

Если приобрести оборудование по переработке ТБО, можно наладить работы по переработке пластика, сдавая вторичное сырье различным предприятиям. Самое главное то, что приобретаемые вами отходы будут минимальными по стоимости, если даже не бесплатными, тогда как полученную продукцию вы можете продавать.

Несмотря на то, что оборудование для переработки ТБО стоит больших денег, многие современные предприниматели вкладываются именно в эту сферу, зная как это выгодно.

Важно также знать, что в скором времени само государство начнет поддерживать предпринимателей, решивших избавить страну от различных отходов, что только увеличит количество желающих вложиться в эту сферу бизнеса.

Как это работает — Переработка мусора в России

Источник: http://MakulaturaTorg.ru/oborudovanie-dlya-pererabotki-tverdyih-byitovyih-othodov/

Пиролиз Отходов

Как показывает практика переработки ТБО на МСЗ, наиболее перспективен способ обезвреживания ТБО (Утилизация ТБО) в две ступени: аэробное биотермическое компостирование органической части ТБО (био­термический метод) с получением компоста – ценного органичес­кого удобрения, или биотоплива; пиролиз некомпостируемой части бытовых отходов (НБО), включающих резину, кожу, пластмассы, дерево и т.д.

Под пиролизом понимают процесс термического разложения отходов без доступа кислорода, в результате которого образуются пиролизный газ и твердый углеродистый остаток. Количество и состав продуктов пиролиза зависит от состава отходов и температуры разложения.

Пиролиз НБО способствует созданию безотходных и малоотход­ных технологий и рациональному использованию природных ре­сурсов.

Пиролизные установки в зависимости от температурного режи­ма процесса разделяют:на низкотемпературные (450…

Основной узел пиролизной установки — реактор, представляю­щий собой шахтную печь со встроенной швельшахтой и системой эвакуации газов, предотвращающей смешивание пиролизных и ды­мовых газов (рис. 3.7).

Из сортировочного отделения НБО по системе конвейерных транспортеров попадают в приемный бункер пиролизной уста­новки, обеспечивающий двухсуточный запас хранения отходов для бесперебойной ее работы. Из бункера отходы забирают грейферным ковшом, смонтированным на подъемном кране грузо­подъемностью 5 т.

Кран подает отходы в промежуточный бункер, днищем которого служит пластинчатый питатель шириной 1,2 м и длиной 4 м, предназначенный для загрузки отходов в верхнюю часть реактора, оборудованную тремя затворами шиберного типа.В печи пиролизной установки при температуре 500…550 °С без доступа воздуха происходит термическая деструкция (пиролиз) НБО.

В результате образуется парогазовая смесь, содержащая в сво­ем составе летучие вещества, пары смолы и твердый углеродсодержащий продукт — пирокарбон.Для использования тепла горения углеводородов и перевода ряда химических веществ (меркаптан, сероводород, циановодород и т. д.

) в безвредные элементы предусматривают их дожиг в специ­альной камере при температуре 100 °С в потоке отходящих от печей пиролиза газов.Камера дожита имеет горелку, через которую подают природный газ или мазут и воздух на горение, а для снижения температуры образующихся дымовых газов — воздух.

Из рубашки печи пиролиза дымовые газы температурой 600…700 °С направляются для утилизации тепла в котел-утилизатор. В после­днем в результате снижения температуры дымовых газов до 300…350 °С получают пар, который в дальнейшем используют для нужд теплоснабжения производства. Затем дымовые газы темпера­турой 300…

350 °С поступают на распылитель для сушки абсорбци­онных растворов, использованных в абсорберах, а оттуда с темпера­турой 120 °С — на абсорбцию и после очистки выбрасываются в ат­мосферу.Полученный в печи пирокарбон с температурой 450…500 °С по­ступает в холодильный барабан, где охлаждается до 40…

50 “С, и по ленточному конвейеру подается на размол, предварительно пройдя электромагнитный сепаратор для извлечения остатков черного металла, и затем поступает на полигональное сито.

Проходя через полигональное сито, пирокарбон освобождается от крупных камней, которые вывозят на свалку, и подается на мельницу, где измельчается до фракции 0,5 мм и менее. После из­мельчения пирокарбон вновь подают на сепарацию для извлече­ния цветных металлов, которые накапливают в контейнерах, а пи­рокарбон направляют на расфасовку и затем на склад готового продукта.

Клетчатка — главная составная часть органической части отходов, например бумага почти на 100 % состо­ит из целлюлозы; хлопчатобумажные и текстильные изделия — более чем на 90; древесина — примерно на 50 % из целлюлозы.При термической обработке целлюлозы (при отсутствии доступа кислорода) она разлагается, образуя большое количество различ­ных продуктов.

Разложение целлюлозы — это экзотермический процесс, зави­сящий от интенсивности нагрева исходного сырья. При быстром подъеме температуры образуется большое количество парогазовой смеси и температура внутри аппарата повышается.

Медленное нагревание сопровождается равномерным выделе­нием продуктов реакции, при этом тепло экзотермического про­цесса удаляется с парогазовой смесью, не оказывая существенного влияния на температурный режим внутри аппарата.

Учитывая тот факт, что органическая часть твердых промышлен­ных отходов более чем наполовину состоит из клетчатки, процесс термического разложения органических составляющих отходов мо­жет быть представлен следующим образом: формула.

Соотношение количеств получаемых газообразных, жидких и твердых продуктов, а также их состав зависят от условий пиролиза и состава исходного продукта.

Присутствующие в НБО кожа, пластмасса, резина и другие продукты разлагаются, образуя летучие вещества, которые поми­мо СO2 и Н2O, CI, F, SO2 содержат углеводороды (олефины, пара­фины и т.д.).

Пиролизные газы подвергаются дальнейшему окис­лению в камере дожига при температуре 1100 °С, превращаясь в ме­нее опасные вещества.

Тепло дымовых газов используется для про­ведения процесса пиролиза НБО, что уменьшает количество топлива, используемого со стороны.

Наиболее высокие требования очистки дымо­вых газов предъявляют заводам, расположенным вблизи жилой зас­тройки.

В качестве реагента для очистки дымовых газов применяют изве­стковое молоко, выбор которого зависит от имеющихся в дымовых газах химических примесей (кислые окиси NOx, S02, Cl—, F—, СO2) и необходимости вывода химических загрязнителей (слабо- или труднорастворимые соли) дымовых газов, что в случае отсутствия потребителя позволяет безопасно хранить их в отвале. Используя известковое молоко, достигают достаточно высокой степени очист­ки дымовых газов и обеспечивают доступность нейтрализующего реагента и простоту обращения с ним.

Система, включающая распылительную сушилку и абсорбер, рассчитана на очистку отходящих газов от двух одновременно рабо­тающих печей пиролиза. При этом качество выбрасываемых газов характеризуется следующими показателями: пыль — 30 мг/м3; SO2 — 50; NOx— 100;CI—— 10; F— — 2 мг/м3.

Абсорбция пыли и химических примесей из отходящих топочных газов происходит в пенном абсорбере. В качестве орошающего ра­створа используют известковое молоко. В результате нейтрализации кислых окислов (S02, NOx, Cl—, F—) образуются кальциевые соли со­ответствующих кислот, раствор которых направляют в распылитель­ную сушилку, где образуется сухой шлам — смесь солей и золы.

Шлам собирают в контейнеры и направляют в отвал для хране­ния или отправляют потребителю.Количество загрязняющих веществ, выделяющихся при пироли­зе, составляет примерно половину от выделяющихся при сжигании таких же объемов ТБО на МСЗ.

Очистка отходящих газов при пиролизе заключается в следую­щем. Из печи пиролиза дымовые газы проходят котел-утилизатор, направляются в распылительную сушилку и далее в абсорбер. После очистки газов в абсорбере суспензией известкового молока они выбрасываются в атмосферу, а отработанная суспензия направляет­ся в распылительную сушилку.

Основные параметры технологического режима пиролиза НБО. Продолжение.

Процесс абсорбции кислых газов для данного метода очистки состоит из нескольких этапов: растворение газов в воде, взаимодей­ствие их с гидроксидом кальция через образование кислых солей. В итоге можно записать:

Формулы 3.18 – 3.25.

Однако процесс окисления сульфатов и особенно нитритов дос­таточно медленный и в соответствующие сульфаты и нитраты в обычных условиях абсорбции их переходит не более 3…20 % (по данным НИИОГАЗ).Образующийся карбонат кальция взаимодействует с более кис­лыми газами и в отработанной суспензии постепенно накапливает­ся не более 0,5… 10 % общей массы осадка.

В процессе абсорбции происходит одновременно гидратация солей:

Формулы 3.26 – 3.28.

>Сульфит кальция при этом может частично распадаться до окси­да кальция и диоксида серы.Гидросульфид кальция, присутствующий в суспензии, обычно быстро окисляется или переходит в кислые соли.

Формула 3.29.

Нитриты кальция в жидкой фазе окисляются не очень активно, но, учитывая, что их подают в распылительную сушилку, можно считать, что около 95 % нитритов окисляется по реакции, выражен­ной формулой (3.

15), до нитратов.Таким образом, отработанная известковая суспензия будет со­держать в основном сульфит кальция с примесью 20…

40 % сульфа­тов, учитывая дополнительное окисление сульфитов в сушке, нит­раты, фториды и хлориды.

Источник: https://clean-future.ru/info-piroliz-othodov.html