Переработка отходов методом пиролиза: характеристика, преимущество, виды и сырье

Пиролиз мусора – это технология, которая должна вытеснить захоронение отходов. Она позволяет не только разгрузить полигоны ТБО, но и позволяет получать нефтепродукты, что снижает нагрузку на промышленность, в которой они добываются. Кроме того, прибыльность такого предприятия велика: низкие затраты на сырье, наличие его в большом количестве, высокая стоимость конечного продукта.

Что такое пиролиз мусора?

Пиролиз отходов заключается в том, что под воздействием высоких температур в условиях вакуума разлагаются тяжелые органические вещества, на выходе получают более легкие. В результате такого воздействия из отходов получают вещества с более низкой молекулярной массой.

Основные продукты, который дает пиролиз ТБО:

1. Горючие и негорючие смеси газов или пирогаз;
2. Масло, которое используют как топливо или сырье для переработки, а также воду;
3. Уголь или пикарбон.

При пиролизе исходное сырье проходит четыре процесса, а именно:

1. Сушку в специально предназначенной для этого камере;
2. Непосредственно пиролиз или сухая перегонка отходов;
3. Сжигание твердых остатков;
4. Получение конечного продукта: газа, масла или угля.

В некоторых процессах пиролиза температура повышается за счет тепла, который получают в ходе всей процедуры.

Пиролиз ТБО и выход продуктов зависит от того, какой температурный режим применяется. Он может регулироваться. Чтобы уменьшить количество вырабатываемого газа, устанавливаются низкие температуры. В результате получают больше масла и угля. И наоборот, высокотемпературный пиролиз ТБО дает больше газа.

Пиролиз ТБО: плюсы и минусы

В отличие от обычной утилизации, в том числе и через сжигание, пиролиз имеет следующие преимущества:

1. Не загрязняет окружающую среду;
2. Для получения полезных веществ используются отходы;
3. В отходах после процесса нет агрессивных и опасных веществ, их объем существенно меньше, чем при обычном сжигании, можно закапывать в землю;
4. Препятствует восстановлению тяжелых металлов, они преобразуются в золу;
5. Добываемые таким способом конечные продукты просты в обращении: хранении, транспортировке;
6. Наладить технологический процесс несложно, оборудование не требует много места, цены на него доступны.

Некоторые недостатки имеются при применении технологии с низким температурным режимом, а именно:

1. В производстве используются крупногабаритные печи, которые имеют сложную конструкцию и обходятся дорого в обслуживании;
2. Не обойтись без численного персонала;
3. Нельзя добиться полного распада диоксинов, которые содержат ТБО;
4. В шлаке, выпадающем в осадок, остаются тяжелые металлы, которые не поддаются плавлению.

Все эти недостатки условны, если сравнивать с обычным сжиганием или захоронением отходов. Преимущества неоспоримы как для экологической безопасности и здоровья населения, так и для бизнес-деятельности.

Высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз отходов

Из вышесказанного следует, что есть высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз отходов. Различие в том, что в первом температура достигает выше, а во втором – ниже 900^оС.

В первом случае процесс следующий:

1. Отходы сортируются, из них удаляются большие и металлические предметы;
2. Полученная масса измельчается и просушивается;
3. Под воздействием высоких температур в вакуумном пространстве сырье разлагается, в результате образуется газ, масло шлаки и другие вещества, такие как дихлор, фтор и азот;
4. Устраняются загрязнители, понижается температура выработанного газа.

Полученный газ в основном применяется в следующих процессах пиролиза, но его могут задействовать для выработки тепловой или электрической энергии. После того, как на складах образуется достаточное количество пиролитического масла, его направляют на предприятия по производству горюче-смазочных материалов.

Технология при во втором случае заключается в том, что сырье помещается в шахту, в котором отсутствует кислород и азот, нагревается до 400-450^оС. В данном случае происходит пиролиз отходов без сортировки. ТБО в вакуумном пространстве не будут гореть, нагреваются, плавятся и испаряются, в результате чего углеродистые соединения разлагаются.

Оборудование и сырье для пиролиза

Несмотря на то, что пиролиз является одним из способов утилизации отходов, как указано выше, металл при высокотемпературном процессе нужно отсортировывать. Но при низких температурах этого делать не нужно, этап сортировки отсутствует.

В качестве сырья в пиролизе применяется отходы как органического, так и неорганического происхождения. Несмотря на введение в действие мусорной реформы, ТБО в России не сортируются, в производство поступает смесь из разных составляющих.

Для обработки всех этих отходов используется оборудование, основой которого является реактор. Промышленные образцы оборудования, которое применяется для пиролиза, представлены следующими установками:

1. Для утилизации покрышек;
2. Для переработки отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности;
3. Для утилизации пищевых, медицинских и других отходов.

Переработка мусора пиролизом при наличии компактных установок может использоваться гражданами в частных домохозяйствах. Это позволяет получать дешевую энергию, экономить на коммунальных услугах: вывоз мусора, отопление. В промышленных объемах страна может получать дешевые и необходимые химические вещества.