Что такое пиролиз

Пиролиз – писание действия пресса, его технологи, требуемое оборудование 

Пиролизом называется процесс распада соединений органического типа на молекулярном уровне, а также некоторых неорганических соединений. Пиролиз происходит только при высоких температурах и только бескислородной среде.

Как протекает процесс

Чтобы понять, как протекает пиролиз, сначала нужно изучить процесс горения. Горение – это быстрое окисление, когда 2 атома водорода сталкиваются с 1 молекулой кислорода, а 1 атом углерода, в свою очередь, с 2 частицами кислорода. Таким образом, формируется вода и углекислый газ. Вода из-за высоких температур испаряется.

Что касается пиролиза – это также процесс горения, но протекающий под влиянием высоких температур уже без участия кислорода.

Саму технологию пиролиза можно разделить на такие этапы:

1. Сначала топливо наливают в обособленный реактор.
2. Топливо нагревается до 500 градусов по Цельсию.
3. Топливо начинается распадаться на вещества – водород, углекислый газ (диоксид углерода) и твердый остаток.
4. Диоксид углерода и водород выходят из реактора через специальное приспособление, твердый остаток подвергается охлаждению. 

Пиролиз – важный процесс, часто применяемый с целью утилизации опасных химикатов, которые способны во время обычного горения выделять яды и токсины.

К основным преимуществам пиролиза относятся:

• минимальное количество отходов;
• высокий уровень КПД, который достигает почти 90%;
• возможность последующей обработки твердых остатков;
• возможность получения органических кислот, углеводорода;
• получение тепловой энергии в большом количестве.

Практически все разновидности мусора, который относится к опасным видам, нельзя просто так сжигать. Это может привести к значительному ущербу экологии. Тогда на помощь приходит пиролиз. Ведь, по сути, он представляет собой бездымное горение, а значит, идеально подходит для целей утилизации даже токсичных отходов.

Необходимые условия для пиролиза

1. Температура должна находиться на уровне 200 – 900 градусов по Цельсию. При ее снижении пиролиз просто не активируется.
2. Теплоносителем может являться электроэнергия или пиролизный газ.

Обычно установки для пиролиза дополнительно содержат систему для генерации пара из воды. Они помогают охлаждать твердые  жидкие остатки.

Как может происходить пиролиз: методы

Пиролиз можно классифицировать по методам проведения – по способам нагрева, по типу сырья.

1. Сухой пиролиз

Это горение, но подтекающее без кислорода. Сухой пиролиз помогает избежать окисления. Для его поведения применяются дегидратирующие вещества. 

Сами установки для пиролиза функционируют от электричества. Пиролиз сухого типа протекает с разной температурой. В зависимости от этого выделяют его подвиды:

• полукоксование – температура ниже 550 градусов;
• среднетемпературный режим – от 550 до 800 градусов;
• высокотемпературный – свыше 800 градусов.

Сухой пиролиз отлично подходит и чаще всего используется с целью переработка углеводородных отходов. Полученный после твердый остаток подойдет для вторичного использования в химической промышленности.

2. Окислительный пиролиз

Считается самым чистым типом. Сырье в емкостях нагревается до 900 градусов. Сжиганию помогают горячи дымовые газы, они и становятся катализаторами горения.

Веществ, сгорая, выделяет тепло и энергию. В итоге твердый остаток при окислительном пиролизе нагревается до 16 000 градусов.

Данный вид пиролиза применяется для переработки промышленного мусора, резины и мусора нефтеперерабатывающей промышленности.

3. Современные разновидности пиролиза

Кроме 2 уже упомянутых видов бескислородного горения есть несколько более современных и усовершенствованных методов переработки отходов:

• Каталитический низкотемпературный пиролиз – проходит при температуре ниже 200 градусов за счет катализаторов. В итоге сырье преобразуется в твердый остаток, который по своим новым характеристикам  превосходит другие виды вторсырья.
• Инициированный пиролиз – применяется для переработки углеводородов. Благодаря применению «инициаторов» увеличивается объем жидкого и твердого остатков на выходе.
• Термоконтактный пиролиз – при его проведении катализатором является расплавленный металл. В итоге удается получить намного больше энергии тепла и меньше кокса.

Стоит отметить, что современные разновидности пиролиза работают эффективнее и меньше вредят окружающей среде.

Какие вещества выделяются в процессе пиролиза

Пиролизная смола является важным сырьем в химической промышленности.

Также продуктами бескислородного горения могут являться:

• дизельное топливо;
• бензин;
• уголь древесный;
• синтетический газ.

Твердые остатки после завершения процесса пиролиза активно используются на предприятиях переработки, как вторичное сырье. Газ и тепловая энергия тоже применимы и в промышленности, и в быту – могут стать заменой электричества и газа на участке.

Какие установки применяются для организации пиролиза

Все установки, которые способны производить пирогаз, можно классифицировать на профессиональные (промышленные) и бытовые.

Промышленные отличаются тем, что могут переработать больше отходов. При этом они габаритные, поэтому потребуют выделения отдельного места под установку.

Также установки могут отличаться по другим характеристикам:

• вес;
• производительность;
• мощность работы;
• число уровней;
• источники поступления энергии.

Бытовой пиролиз – применяется с целью получения дешевой энергии тепла.

Для бытовых условий привычнее пользоваться небольшими установками. Но даже такие, благодаря эффективности пиролиза, смогут обеспечить энергией тепла небольшой по площади участок.

Самые простые пиролизные установки применяются для самоочистки современных духовых шкафов. При высокой температуре остатки жира и грязи карбонизируются. Такой процесс проводится в течение 4 часов. После остается пепел, который легко убрать со стенок духового шкафа обычной губкой.

Разновидности пиролиза по типу топлива

Установки можно разделить на виды поп типу используемого в них топлива:

1. Пиролиз ТБО – представляет собой процесс безопасной переработки мусора, сокращает агрессивное влияние на экологию ТБО. Также при переработке остается твердый остаток, который становится вторсырьем. В таких установках перерабатывают отходы таких отраслей промышленности: автомобильная, деревообработка, фармацевтическая, электротехника.
2. Пиролиз метана – производится при разных температурах. Сначала при высокой температуре метан распадается на ацетилен. Но такой процесс совсем бесполезен и не несет экономическую выгоду, поэтому после этого в установку подают активированный уголь, и пи низкой температуре происходит тримеризация.
3. Пиролиз древесины – по-другому крекинг. Обработку проводят при 2000 градусах по Цельсию. В итоге выделяется много тепловой энергии и оксид углерода. Затем температура увеличивается до 5000 градусов, после чего производится смола, метанол, ацетон и уксусная кислота.

Стоит отметить, что пиролиз относится к экологически чистым способам переработки отходов – бытовых и промышленных. В атмосферу в процессе бескислородного горения не попадают токсические вещества. А также в результате пиролиза остается вторсырье и выделяется дешевая тепловая энергия.