переробки полімерів вихідна сировина істотно визначає склад і розподіл одержуваних продуктів. Основними термічними методами переробки полімерних відходів є піроліз, газифікація і ліквіфікація.
Піроліз - процес температурного розпаду органогенного сировини, що протікає без доступу кисню. Основним фактором, що впливає на швидкість протікання піролізу і вихід продуктів, є температура проведення процесу. Залежно від температури проведення процесу виділяють низькотемпературний (менше 400? С), середньотемпературна (400 - 600? С) і високотемпературний (при температурах вище 600? С). Підвищення температури змінює термодинамічну можливість протікання процесів розпаду, тобто впливає на інтенсивність руйнування вихідної сировини.
Важливим чинником у термічних методах переробки є швидкість нагріву. При зміні швидкості нагріву виділяють карбонізацію, повільний і швидкий піроліз, а також флеш-піроліз. Чим вище швидкість нагріву реактора, тим більше вихід газоподібних продуктів і нижче маса коксу. При збільшенні розміру часток сировини, у зв'язку з низькою теплопровідністю полімерів, знижується швидкість нагріву, тим самим збільшується маса твердого залишку і знижується вихід рідких і газоподібних продуктів.
Оскільки процес карбонізації спрямований на отримання коксу, в даному процесі переважно використовувати сировину з великим розміром частинок, і навпаки, процеси швидкого піролізу і флеш-піролізу орієнтовані на отримання переважно газоподібних і рідких продуктів, тому в цих процесах використовують сировину з невеликим розміром частинок. У табл. представлені різні способи піролізу, що використовують різні швидкість нагріву і розмір часток застосовуваного сировини.
Різні види піролізу, використовувані в промисловості
ПроцессРазмер частіцВлажностьСкорость нагреваВремя реакцііT,? CДавленіеПродукти * Карбонізація? 200mm-Дуже нізкаяДні450 - 600Атм.кПіроліз? 200mm lt; 15% 10 - 100?/Мін.10 - 60 мін450 - 600Атм./Вакуумг/ж/кБистрий піроліз lt; 1 мм lt; 10% gt; +1000?/Хв.0,5-5 сек.550 - 650Атм.г/ж/(к) Флеш-піроліз lt; 1 мм lt; 10% gt; 10000?/Хв. Lt; 1 сек.450 - 900Атм.г/ж/(к) * г - газоподібні продукти, ж - рідкі продукти, до - кокс;
() - вихід продукту малий
Тиск у реакційній системі є важливим фактором, який впливає на протікання процесу піролізу. Залежно від технологічного виконання і спрямованості процесу використовують різні реактори піролізу з вакуумним, атмосферних і високим тиском. Низький тиск (під вакуумом або в присутності інертного розріджувача) сприяє утворенню переважно первинних продуктів, включаючи мономер. При високих тисках переважно утворюються рідкі продукти. Висока температура і швидкість нагріву, низький тиск і короткий час перебування в реакторі сприяють утворенню первинних продуктів.
І навпаки, високе значення часу перебування сировини в реакторі сприяє утворенню стабільних продуктів, більшою мірою коксу. Чималу роль грає газоподібна середу, в якій протікає процес: інертна, при частковому доступі повітря, атмосфера водню, метану, вуглекислого газу, водяної пари. Розподіл продуктів піролізу залежно від нагрівання вихідної сировини при різних температурах проведення процесу представлено в табл.
Вихід продуктів піролізу в залежності від швидкості нагрівання сировини при різних температурах
ПродуктиМедленний (500? С) Бистрий (500? С) Повільний (700? С) Бистрий (700? С) Газ (%, мас.) 10111550Жідкость (%, мас.) 85898550Твердий залишок (% , мас.) 5000
У присутності кисню частину сировини окислюється (часткове окислення) і СО і СО 2 є неминучими продуктами, хоча в якості продуктів утворюються також і кисень з'єднання, що погіршує якість одержуваних газоподібних палив і олив [16].
Серед розмаїття розроблюваних і застосовуваних методів виділяють три основних типи піролізу полімерних відходів: термічний піроліз, каталітичний піроліз і піроліз з каталітичної модернізацією. Інші методи піролізу пластиків включають гидрогенизацию, газифікацію, піроліз в суперкрітічной воді, соліквіфікація з вугіллям та ін. [15-27].
Одним з поширених методів термічної переробки полімерних відходів є газифікація. Під газифікацією розуміють процес термічної переробки, що включає часткове окислення органічної сировини при високих температурах 700 - 1500? С. Умови часткового окислення зазвичай створюються за допомогою водяної пари або вуглекислого газу. В якості газоподібних агентів також можуть бути використані водень і кисень суміші при варіюванні тиску в системі. Газифікація характеризується більшою швидкістю протікання процесу, основним продуктом якого є синтез-газ, використовуваний як сировина для синтезу метанолу, аміаку, оксоспіртов або інших хі...
