Пиролиз покрышек своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

В результате был разработан альтернативный метод, при котором автомобильные шины проходят процесс разделения на полезные элементы. Такой метод называется пиролиз.

Как происходит переработка автошин?

Пиролиз – наиболее экономически выгодный способ переработки резины из использованных автопокрышек и других РТИ, при этом не загрязняющий газами сгорания окружающую среду.

Протекает он так:

Шины предварительно разделяются на переднюю и боковые при помощи борторезного станка.
Разрезанные покрышки загружаются в специальную емкость (реторту), которая герметизируется и помещается в печь.
Печь нагревается до 450 0С и начинается процесс пиролиза, в ходе которого выделяется газ. Когда разложение сырья заканчивается, реторту извлекают и заменяют новой.
После остывания, которое занимает несколько часов, емкость разгружают, отделяя углеродистый остаток от металлического корда.

Процедура отличается от обычного сжигания отсутствием кислорода, который необходим для горения.

При таких условиях происходят химические реакции, в результате которых из шин выделяются газообразные нефтяные фракции, а в печи остается углеродный порошок и корд.

Производство получается безотходным, так как все продукты пиролиза используются в промышленности, принося хорошую прибыль.

Как построен процесс утилизации и переработки методом пиролиза

Переработка шин химическим способом включает в себя следующие этапы:

Схема пиролизной переработки шин

Подлежащие утилизации покрышки собирают в пункте переработки.
С помощью специального станка покрышка разрезается на части, отдельно протектор и борта.
Подготовленное сырье загружается в реторту и нагревается до температуры 1000 — 1400°. Выделяющийся в ходе переработки отходов термолизный газ охлаждается и превращается в пиролизное масло.
Реторту заменяют другой, наполненной следующей партией сырья.
Оставшийся после завершения операции корд отсеивают и отправляют для дальнейшей переработки.
То же самое происходит с образовавшимся во время пиролиза углеродом.

Необходимо отметить, что газ, выделяющийся в процессе пиролиза, используется для поддержания горения в установке. Часть отходов попадает в атмосферу, поэтому при строительстве перерабатывающего производства учитывают расположение относительно ближайших жилых и иных объектов.

Продукты, получаемые на выходе

Есть несколько продуктов, получаемых на выходе. Это:

жидкое топливо;
углеродосодержащий остаток;
пиролизный газ;
металлокорд покрышек.

Каждый из этих продуктов можно применять с пользой.

Выход жидкости

Жидкость, получаемая на выходе во время пиролиза резины – синтетическая нефть, по составу похожая на природную.
При дополнительной переработке она способна заменить многие горюче-смазочные материалы – бензин, солярка, масло и т. д.

В США более 100 миллионов изношенных шин ежегодно превращаются в дизельное топливо, а одна покрышка приравнивается к 30 литрам нефти.

В крайнем случае необработанное пиролизное масло, полученное из покрышек, можно использовать как топливо для печей и котлов.

Твердый углеродсодержащий остаток

Применяется в различных сферах:

при изготовлении определенных резинотехнических изделий (например, транспортерных лент, утеплителей или новых автопокрышек);
в лакокрасочном и цементном производстве – в качестве красителя;
используется как сорбент вместо активированного угля;
может служить как твердое топливо или как компонент для жидкого горючего.

Пиролизный газ

Этот летучий компонент по составу напоминает природный газ.

Основная его часть в ходе работы пиролизного оборудования преобразуется в жидкую фракцию, а неконденсируемый остаток используется для поддержания горения печи.

Металлический корд

Это сердечник шины, единственный компонент, который не претерпевает изменений при пиролизе.

Армирующий материал автомобильных покрышек – это высококачественная сталь, которая при дополнительной обработке с успехом применяется как вязальная проволока или идет на переплавку.

Больше о металлокорде и о том, как его можно применять, узнайте здесь.

Технология и этапы пиролиза шин

В основе пиролиза лежит процесс разложения тяжелых органических соединений в результате термического воздействия (350-450 градусов Цельсия) в условиях отсутствия кислорода (также известен как полукоксование). Вещества на выходе являются легкими, с малой молекулярной массой. Полученные при переработки шин продукты получают вторую жизнь: их используют как топливо или вторичное промышленное сырье.

Процесс осуществляется под воздействием двухэтапного горения: сначала горит топливо, потом загорается пиролизный газ, отдающий значительный объем тепла в воздух.

Технологический цикл пиролиза включает 4 этапа:

сушка шин при температуре 150-200 градусов;
непосредственно пиролиз, сопровождающийся разложением органических соединений и коксованием резиновой массы;
окисление в результате горения, происходящее в процессе охлаждения массы до 100 градусов;
восстановление и разделение полученных продуктов:

пирогаз конденсируется, фильтруется и подается в камеру сжигания установки, откуда подается для вторичного использования на производстве;
твердые отходы направляются на выгрузку для дальнейшей сортировки;
вода и пар отводятся с целью последующего использования в технологическом цикле.

Отдельно следует отметить подготовительную стадию, которая осуществляется на сортировочной линии: собранные для переработки автошины сушатся, разрезаются, от протекторов отделяют бортовые участки, убирается стекло, пластик, металл и другие отходы.

Можно ли сделать оборудование своими руками?

Конструкция такой пиролизной установки по переработке резины проста, ее вполне можно изготовить своими руками.

Для этого потребуются трубы различного диаметра, запорная арматура и термометр.

В качестве нагревательной камеры можно взять железную бочку, а для реторты использовать бидон.

Функционировать это оборудование будет, но лишь для научно-познавательных целей. Получаемый на выходе продукт малопригоден к использованию и требует дальнейшей очистки и переработки.

Чтобы самостоятельно построить установку, перерабатывающую приемлемый объем сырья, потребуется до 10 миллионов рублей, что сопоставимо с ценой средней пиролизной линии фабричного изготовления.

Пиролиз – процесс небезопасный. При попадании воздуха в кустарно изготовленную реторту во время работы установки может произойти взрыв, что грозит серьезными травмами.

Если говорить об открытии бизнеса по переработке шин в топливо, лучше приобретать готовое оборудование, изготовленное специалистами.

На рынке сейчас представлены пиролизные линии различной производительности. Такие установки включают в себя всевозможные дополнительные узлы для ускорения процесса, повышения количества и качества продукции на выходе:

скрубберы – устройства, охлаждающие пиролизный газ специальным реагентом и частично конденсирующие его в жидкую фракцию;
сепараторы – предназначены для снижения влажности оставшегося газа перед подачей его в печь;
конденсаторы – в них происходит окончательное преобразование газообразной фракции в жидкую после скруббера;
фильтрующие сооружения для дополнительной очистки выбрасываемых в атмосферу газов.

Что являет собой пиролиз?

Пиролиз представляет собой специальный физико-химический процесс, предусматривающий разложение элементов резиновых покрышек под воздействием высокой температуры и без доступа воздуха.

Если шины попросту нагревать в открытой атмосферной среде, то сначала они будут тлеть и впоследствии загорятся, выделяя в атмосферу массу вредных веществ. Когда нагрев происходит без доступа воздуха, то отсутствуют условия для горения. В таком случае начинают протекать химические реакции иного типа, позволяющие разложить обычную резину на несколько нефтяных фракций, которые вследствие высоких температур пребывают в газообразном состоянии. Их можно сконденсировать, чтобы получить пиролизное масло, а также неконденсируемый пиролизный газ. Этот газ можно повторно направлять в топку реактора для поддержки цикличности процесса и исключении потребностей в дополнительном топливе для функционирования пиролизной установки.

Благодаря такой методике можно получить безотходную технологию утилизации с минимальной нагрузкой на окружающую среду. Если сравнивать обычное сжигание шин с процессом пиролиза, то следует отметить, что последний в несколько раз экологичнее и дополнительно еще позволяет получить вторичное сырье.

Рекомендуем также посмотреть видео про изготовления пиролизного котла своими руками на 15-25 кВт

Как работает печь?

Технологический процесс на фабричной производственной линии проходит так:

Нагретый газ подается из печи по трубопроводу в скруббер, где осуществляется охлаждение и частичная конденсация.
Затем он проходит через специальный трубопровод, обеспечивающий дополнительное охлаждение, в конденсаторы для окончательного преобразования в жидкое горючее.
Оставшийся газ, не поддающийся преобразованию в жидкость, направляется для осушения в сепаратор, откуда идет в пиролизную печь для дальнейшей переработки.

Наиболее совершенные технологические линии пиролиза оснащены установками для каталитического крекинга, перегоняющими пиролизное масло в различные виды горючего. Но такое оборудование – это уже целый завод как по площади, так и по стоимости (до нескольких миллионов евро).

Несмотря на то, что бизнес на пиролизе шин пока не очень распространен в России, на рынке представлены неплохие образцы оборудования для пиролизной переработки покрышек отечественного производства.

Устройство котлов

Котел, используемый для сжигания шин, называют пиролизным котлом. В его конструкцию входят реторта, топочная камера и теплообменник.

Реторта

Реторта представляет собой тигель, устойчивый к высоким температурам, в который помещают шины на время обработки.

Камера горения

Процесс пиролиза и, соответственно, нагрев материала происходит в топочной камере.

Теплообменник

Еще одна часть любого пиролизного котла служит для охлаждения и последующей конденсации газа в жидкое топливо.

Поставщики пиролизных установок

Цены широко варьируются в зависимости от производительности оборудования и степени автоматизации: от 2 870 000,00 р. за установку мощностью 2 тонны в сутки до 35 900 000,00 р. за монстра с 32 ретортами, способного поглощать 28 тонн сырья в сутки.

Подробнее все модели и цены представлены в прайсе на сайте компании.

Фирма также поставляет дополнительное оборудование, облегчающее работу с установкой: монорельсовые пути с электротельферами и гидравлические опрокидыватели для тиглей.

Оборудование компактно смонтировано в едином контейнере и способно утилизировать 2,5 тонны сырья в сутки.

Стоимость установки 9 миллионов рублей.

Лучше приобрести еще одну или две загрузочных емкости для непрерывной работы. Установка способна перерабатывать до 6 кубометров сырья в сутки, потребляя всего 1,1 кВт/ч электроэнергии.

Материалы перерабатываемые в установке и объем пиролизного масла получаемое из различных отходов:

Наименование	Тип отходов	Выход пиролизного масла
Отходы шин	Шины грузовиков корд сталь	40%- 45%
	Шины с нейлоновым кордом	40%
	Шины велосипедов мопедов	35%
Отходы пластика	Полимерные мешки, хозяйственные	50%
Отходы пластика	Пакеты или сумки	60%
Отходы кабеля кожи	Кабель ПЭ	35%
	Кабель ПВХ (требуется модуль дехлорирования)	25%
	Кабель в резиновой изоляции	35%
	Телефонный кабель	50%
Макулатура, отходы

* Выход пиролизного масла из этих отходов зависит от объема нефтяных фракций в материале

Высокотемпературный режим

Высокотемпературный режим при 1000-1400 градусов по Цельсию позволяет полностью устранить все недостатки предыдущего варианта. Но при переработке на таких температурах, получает газ, который нужно каким-то образом хранить в баллонах и транспортировать на специальном транспорте.

Котел представляет собой установку, которая может быть различных размеров. Внутри есть реактор, которые состоит из шахтной печи и швельшахты. Покрышка перед погрузкой в печь должна быть измельчена, мелкие фракции засыпаются в верхнюю часть реактора, далее система отпускает их вниз к швельшахте, где происходит сначала подсушивание, а затем нагрев.

Так как вся система плотно закрыта, внутри образуются газы и разложение резины, газы отходят к специальному котлу, который собирает их, и направляет в распылительную сушилку, а уже оттуда в специальный абсорбент. Благодаря абсорбенту все газы легко очищаются от вредных веществ, и выводятся в окружающую среду.

Сфера применения

Результатом переработки является маслянистая жидкость темного цвета. Это примерно тридцать – сорок процентов от общей массы перерабатываемого материала. Она по своим химическим показателям схожа с мазутом и печным топливом и называют его пиролизным маслом. Его используют в котельных, промышленных печах и теплогенератарах. А еще пиролизное масло можно переработать для получения продуктов более высокого качества – мазута или горючего топлива.

Читайте также: