Содержание

Пиролиз резины в домашних условиях

Что такое пиролиз покрышек: суть метода работы пиролизной установки по переработке шин

Число автомобилей в России увеличивается с каждым годом, одновременно растет и количество изношенных шин.

Основной метод утилизации — переработка в резиновую крошку – охватывает далеко не полный объем вторичного резиносодержащего сырья.

И хотя в последние годы сильно возросли темпы производства бесшовных покрытий и асфальта из шинной крошки, большие объемы отслужившей авторезины остаются неутилизированными.

Что происходит с остальным сырьем? В основном резина просто скапливается на свалках, увеличивая их и без того зашкаливающий объем.

Переработка методом пиролиза – современный способ утилизации автошин и других РТИ. Он с успехом применяется за рубежом, но в России пока не очень популярен.

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 0 С 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.

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.

Устройство котлов

Состав простейшей пиролизной установки таков:

реторта (тигель), в которую загружается сырье – шины;
топочная камера, где происходит нагрев;
теплообменник, в котором пиролизный газ конденсируется в жидкое топливо.

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.

Объемы такого «домашнего» производства не позволяют говорить о серьезной выгоде.

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.

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.

Поставщики пиролизных установок

ООО «Технокомплекс» (г. Ростов-на-Дону) предлагает оборудование «ПИРОТЕКС», обеспечивающие максимальный объем качественного жидкого топлива.

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.

Установка для переработки шин «РОСЭКО» производства ООО «РМ» (г. Санкт-Петербург) способна давать на выходе газ и дизельное топливо.

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

Стоимость установки 9 миллионов рублей.

Пиролизная линия Т-ПУ1 производства ООО ПТК «Пиролиз-Экопром» (г. Нижний Новгород) стоит всего 2,5 миллиона рублей – в базовой комплектации с одной ретортой.

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.

Видео по теме

В данном ролике вы можете ознакомиться с процессом получения топлива из резины путем пиролизной переработки:

Итоги

Итак, чем же хорош пиролиз:

по сравнению со сжиганием, выбросы в атмосферу вредных веществ минимальны, к тому же они подвергаются дополнительной очистке;
все продукты, получающиеся в ходе процесса, реализуемы в промышленности, не нужно тратиться на утилизацию каких-либо остатков;
малые энергозатраты – установки в основном потребляют от одного до нескольких киловатт электричества в час;
оборудование фактически обеспечивает само себя топливом, используя выработанный газ.

В свете таких плюсов переработка шин пиролизом представляется выгодным занятием.

Конечно, Россия обладает большими запасами натуральной нефти и газа, но они не бесконечны.

К тому же, помимо чисто коммерческой стороны, пиролиз – настоящее спасение для экологии, поэтому тем, кто думает о будущем, этот метод утилизации вредных отходов не может не показаться привлекательным.

Технология пиролиза шин: продукты на выходе, установка своими руками

Современное общество не представляет своей жизни без автомобильной техники. С ростом числа машин пропорционально растет и количество изношенных покрышек в мире. Станки для переработки автошин в крошку не способны справиться с таким объемом резиновых отходов.

Как происходит пиролиз
Продукты реакции
Жидкость
Углеродсодержащий остаток
Пиролизный газ
Металлический корд
Устройство котлов
Реторта
Камера горения
Теплообменник
Можно ли сделать оборудование своими руками
Работа печи

Как происходит пиролиз

Пиролиз шин представляет собой высокоэффективный и недорогой способ переработки резинотехнических изделий (рти), а также отслуживших свой срок автомобильных покрышек. В результате процесса не происходит загрязнения окружающей среды.

Основные этапы технологического процесса, в результате которого утилизируются резиновые отходы, а также изношенные автомобильные шины:

При помощи специальных ножей покрышки разделяются на боковую и переднюю часть.
Далее происходит загрузка сырья. Разделенный материал помещают в реторту и герметично закрывают, а затем загружают в печь.
В результате нагрева происходит разложение резины и выделяется газ. После окончания процесса реторту удаляют из нагревательной камеры и происходит замена на новую. Температура в печи имеет значение 450°С.
После длительного остывания из емкости вынимают содержимое. Отделяются жидкие углеводороды от корда.

В ходе закрытого сжигания резины не требуется кислород. Переработка шин пиролизом считается полностью безотходной, все продукты в результате реакции широко применяются в нефтеперерабатывающей промышленности.

При горении в печи происходят химические реакции разложения резины на газообразные нефтяные составляющие, углеродистый порошок и металлический корд.

Продукты реакции

В результате переработки резиновых отходов происходит выделение нескольких видов продукции:

Топливо жидкой формы.
Остаток, содержащий углерод.
Газ при пиролизе.
Металлическая армирующая проволока.

Жидкость

Жидкий остаток, по сути, представляет собой синтетическую нефть, схожую по своему составу с природной. При обработке полученного сырья на нефтеперерабатывающих заводах возможно получить такие виды материалов, как бензин, мазут, а также синтетическое масло для автомобильной техники.

Углеродсодержащий остаток

Твердый остаток нашел широкое применение в некоторых областях:

Он аналогичен активированному углю по своим абсорбентным свойствам.
Как черный краситель в лакокрасочном и цементном производстве.
Как сырье для изготовления новых резиновых изделий, а также покрышек.
Добавляется в жидкое топливо, либо сжигается сам в специальных печах.

Пиролизный газ

Пиролиз покрышек производится с выделением газа, который по своим характеристикам схож с природным. Большая часть данного газа в результате горения в печи разделяется на жидкие фракции, а также невыпадающие в осадок остатки, которые поддерживают разложение резины.

Металлический корд

Металлическая проволока при воздействии высокой температуры не подвержена разложению и остается в практически неизменном виде. Сердечник автомобильных шин производится из качественной стали, которая при дальнейшей переплавке находит свою вторую жизнь

Устройство котлов

Пиролизная установка по переработке шин в своей конструкции имеет следующие основные элементы:

Реторта.
Камера горения.
Теплообменник.

Реторта

Герметичная емкость, в которой резиновые отходы и шины после предварительного измельчения проходят процессы разложения в результате пиролиза на основные составляющие перед дальнейшей переработкой.

Изготавливается из прочного металла во избежание прогорания стенок.

Камера горения

Топка по конструкции представляет собой два отсека для горения топлива. В первой камере происходит основное горение, где поддерживается необходимая температура для технологического процесса. В верхнем отсеке происходит полное дожигание топлива во избежание выбросов вредных веществ в атмосферу. Камера дожигания снабжается отверстиями для естественной подачи воздуха.

Теплообменник

Данная конструкция представляет собой соединение из металлических труб, в которых происходит остывание и разделение пиролизного газа на составляющие. Осушенный газ применяют для дальнейшего сжигания в печи. Жидкая составляющая проходит последующую переработку.

Можно ли сделать оборудование своими руками

Оборудование для переработки шин можно собрать своими руками, конструкция пиролизной установки проста. Для изготовления необходимы следующие основные элементы:

Металлические трубы различного диаметра, для отдельных узлов аппарата.
Краны и вентиля для контроля подачи топлива для печи.
Термометры, с помощью которых будет производиться контроль за внутренними процессами и значением показаний температуры.
Металлическая бочка объемом 200 л, она послужит для изготовления камеры сгорания.
В качестве реторты подойдет обычный бытовой бидон, после доработки его герметичными соединениями.

Действовать изготовленное своими руками оборудование будет, но только как бытовой прибор для научных исследований. Без дополнительного оборудования для дальнейшей переработки получаемого сырья, продукты бытового процесса пиролиза малопригодны для применения по своему назначению. Экономическая выгода при использовании такой установки будет незаметна в результате малого возможного объема шин.

Для увеличения выгоды при переработке покрышек в пригодное топливо необходимо применять готовые установки пиролиза, изготовленные специалистами.

Получаемое сырье необходимо в дальнейшем улучшать и перерабатывать, для этого в промышленных агрегатах применяются дополнительные вспомогательные узлы:

Скруббер. Устройство, которое охлаждает получаемый в результате пиролиз газ, с применением специальных химических веществ. Происходит частичная конденсация в жидкость.
Сепаратор. Снижает уровень влажности полученного газа перед дальнейшей подачей в печь.
Конденсатор. Окончательно преобразует полученную газообразную фракцию в жидкость.
Фильтры. Защищают от попадания вредных веществ в атмосферу, в результате горения.

В ходе процесса пиролиза необходимо соблюдать правила безопасной эксплуатации.

Работа печи

Метод работы промышленной пиролизной установки для переработки резиновых изделий и шин подразумевает несколько основных этапов производства:

Подготовка материала для его дальнейшего разложения в реторте.
Полученное сырье при пиролизе подается в устройство для охлаждения и частичной конденсации пиролизного газа.
При прохождении через конденсирующий трубопровод происходит окончательное разделение на жидкую и газообразную составляющую.
При осушении оставшегося газа его подают для дальнейшего сжигания в печи.

Большие перерабатывающие заводы используют в процессе разложения резины дополнительные катализаторные установки.

В нашей стране метод технологической переработки резины пока не используется широко, однако на рынке представляются достойные образцы установок отечественного производства.

Что такое пиролиз и продукты, получаемые на выходе из пиролизных установок

Перед производителем или владельцем автомобиля всегда стоит вопрос утилизации шин после износа. Количество автотранспорта растет, и потому актуальна проблема переработки покрышек. Складирование шин постепенно упраздняется, однако технологии на современном этапе еще недостаточно развиты. Потому они требуют от производителей значительных вложений, что тормозит процесс утилизации изделий.

Установлено, что из миллионов тонн шин на переработку идет лишь десятая доля, сжигается около 20%, а все остальное складируется. Таким образом, почти 90% утилизированных шин подвергаются неправильной обработке, что влечет загрязнение окружающей среды. Перспективный метод переработки резины – пиролиз шин, который позволяет получать из б/у резины вторичные продукты.

Как происходит пиролиз автошин?

Пиролиз шин осуществляют при участии высоких температур, в результате чего выделяется углерод, пиролизная жидкость и металлический корд. В пиролизных установка можно получить также масло, полукокс, графит, горючее топливо.

Процесс переработки автошин пиролизом делят на три этапа:

С помощью борторезного станка шины режут на переднюю и боковые части и помещают в нагретую печь в герметичной емкости.
Под действием температур до 1000 градусов резина разлагается, выделяется газ. При этом в печь не поступает кислород — это принципиальное отличие пиролизного метода от сжигания.
Остывший материал делят на металлокорд и углеродистый остаток. При этом потери сводятся к минимуму: почти все сырье преобразуется в конечные продукты.

Оборудование для пиролизной переработки шин

Пиролизные установки по переработке шин классифицируют в зависимости от устройства его реактора и конденсатора, особенностям технологии. Однако в состав каждой установки входят реактор, конденсор, топка (устройство для термической обработки топлива). В основном различают следующие типы пиролизных установок:

По технологии процесса: устройства периодического и непрерывного действия. Первые содержат реторту — сосуд из жаростойкого материала, характеризуются цикличностью процесса переработки (системой постоянного нагрева и охлаждения). Это снижает эффективность установки, влечет за собой энергетические потери.
По уровню механизации производства: установки на ручном труде, автономные установки.

Сушильные аппараты используют для удаления воды из влажного или гидрофильного сырья. Сушка материала, который проходит пиролизную обработку, улучшает качество продуктов, экономит электроэнергию.

Цистерны и емкости необходимы для хранения, перевозки продуктов и сырья.

Плюсы пиролиза автошин

Способ применяется в машиностроении, целлюлозно-бумажном производстве, нефтехимии. В США пиролиз шин получил популярность благодаря получению в установках топливной жидкости, заменяющей нефтепродукты. Кроме этого пиролиз обладает рядом других преимуществ:

Наименьшее влияние на природные экосистемы, безопасность, экологичность метода и продуктов переработки.
Безотходность производства, эффективность.
Универсальность. Метод позволяет перерабатывать разнообразные материалы, поэтому применяется во многих отраслях человеческой деятельности.
Получение в результате ценных видов топлива и сырья.

Виды пиролиза

Тип пиролиза зависит от особенностей процесса или получаемых продуктов. Основные виды пиролиза резины с различными продуктами переработки:

Газификация.
Характеризуется высокими температурами. В процессе газификации выделяется в среднем на 50-70% газа больше, чем в других типах.
Быстрый пиролиз.
Проходит при умеренных температурах — 500 градусов. Материал проводит в печи короткое время — до 5 секунд. На выходе до 70% материала занимает жидкость, на четверть состоящая из воды.
Карбонизация — медленный пиролиз.
Занимает много времени, проходит при средних температурах. В результате образуются основные продукты переработки в равных соотношениях.
Торрефикация.
Процесс проводят при низких температурах. Образует сырье, в котором коксовый остаток — уголь — занимает до 80% состава.

Жидкометаллический пиролиз отработавших автомобильных шин

Новаторский метод пиролиза шин заключается в обработке материала в жидком металле (свинце). При этом помимо стандартных продуктов переработки образуется вещество лимонен, который используют в промышленности как растворитель. Кроме того, жидкий металл хорошо проводит тепло, что оптимизирует производство. Расходы на электроэнергию уменьшаются в 204 раза, что подтверждает эффективность данного метода.

Сухой пиролиз и его разновидности

Главный признак сухого пиролизной обработки — протекание процесса термического разложения без доступа кислорода. Это позволяет обеззаразить конечный продукт, получать разнообразные материалы и топливо. В зависимости от температурного режима выделяют пиролиз:

При низких температурах.
Протекает при 400-550 градусах. Используется для получения угля, смол — основы производства искусственного каучука.
При средних температурах.
Печь нагревается до 800 градусов, из-за чего выделяется значительное количество пиролизного газа.
При высоких температурах — 900 градусов и выше.
На выходе получают максимальное содержание в сырье твердых или жидких отходов.

Окислительный пиролиз

Экологически оправданный метод, так как позволяет обезвреживать отходы нефтяного производства, перерабатывать сырье в любом агрегатном состоянии — резиновые шины, пластмассы, очищать токсичные стоки. Вещества, контактируя с продуктами сгорания углеводородного топлива, воспламеняются и сгорают. Метод широко используется в промышленности, так как не требует значительных денежных или трудовых вложений.

Виды пиролиза по типу сжигаемого материала

Спектр материалов, доступных обработке данным методом, весьма широк. Основными видами пиролизного сырья помимо твердых искусственных отходов (шин, пластика) в России являются:

Метан. Для превращения метана в ацетилен требуется высокая температура в печи. Кроме того, для его работы необходимы определенные вещества, катализирующие или ингибирующие процесс. Преобразование метана путем тримеризации проходит только в присутствии активированного угля, однако требует мало энергии. На начальном этапе получения ацетилена, напротив, достигаются высокие температуры в печи.
Переработка углеродистых соединений методом крекинга проходит при средних температурах. На выходе получают разнообразные углеводородные соединения — этилен, бензол, используемые в производстве.
Переработку древесного сырья осуществляют при низких температурах. Пиролиз древесины позволяет наладить безотходное производство метанола, уксусной кислоты, смолы и ацетона, продуктов сгорания дерева

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.

Продукты, получаемые на выходе

Основные конечные продукты переработки – коксовые продукты, пиролизные жидкость, газ и металлический корд. От условий протекания процесса зависит их соотношение в получаемом продукте.