Переработка отходов методом пиролиза

АННОТАЦИЯ

В данной статье предложен пиролизная установка для переработки твердых бытовых отходов и органических отходов методом пиролиза. Рассмотрены параметры тепловых и пиролизных процессов, происходящих в данной установке.  

ABSTRACT

In this article, a pyrolysis plant for processing solid household waste and organic waste by pyrolysis is proposed. The parameters of thermal and pyrolysis processes occurring in this installation are considered.

Ключевые слова: отходы, метод пиролиза.

Keywords: waste, pyrolysis method.

Пиролиз или сухая перегонка - это процесс термического разложения горючих органических соединений без доступа кислорода. В процессе пиролиза образуется смесь горючих газов (синтез-газ) и ряда других продуктов, состав которых зависит от природы сырья, температурного режима, давления, скорости нагрева в реакторе и времени пребывания в камере. При нагревании сырья в отсутствие кислорода сложные органические соединения расщепляются на более простые, вплоть до образования твердого углеродного остатка [1-3].

В процессе пиролиза преобразование сырья и органических отходов проходит в несколько стадий:

1. высушивание;
2. сухая перегонка;
3. неполное сгорание;
4. газификация;

Особый интерес представляет технология утилизации твердых и органических отходов методом пиролиза. Это одно из наиболее эффективных решений по переработке отходов, так как позволяет получать тепловую энергию, максимально извлекать из отходов ценные компоненты и снижать антропогенную нагрузку на окружающую среду. При сжигании 1 тонны шин в атмосферу выбрасывается около 450 кг токсичных летучих соединений и около 300 кг сажи. Обработка отработанных резинотехнических изделий методом низкотемпературного пиролиза значительно снижает выбросы в атмосферу, продукты разложения резины используются в качестве энергоносителей и сырья для некоторых видов производств [4].

В современной практике методом пиролиза перерабатывают следующие виды мусора:

• отходы деревообрабатывающей промышленности;
• медицинские отходы;
• канализационный шлам;
• отходы полимеров;
• отработанные автопокрышки и прочие резинотехнические изделия;
• горючие детали автомобилей, подлежащих утилизации (пластик, текстиль, резина);
• отходы электроники;
• коммунальный и бытовой мусор.
• органических отходов и др.

Пиролиз органических отходов означает, что тяжелые органические вещества разлагаются под действием высоких температур в условиях вакуума, а на выходе получаются более легкие (рис.1). В результате такого воздействия из отходов получаются вещества с более низкой молекулярной массой.

Рисунок 1. Принцип работы пиролизной установки.

1- пиролизной установки, 2-конденсатор, 3-бак.

Основные продукты, которые дает пиролиз ТБО:

• Легковоспламеняющиеся и негорючие газовые смеси или пирогены;
• Масло, используемое в качестве топлива или сырья для обработки, а также вода;
• Уголь или пикарбон.

При пиролизе сырье проходит четыре процесса, а именно:

• Сушка в специально разработанной камере;
• Прямой пиролиз или сухая перегонка отходов;
• Сжигание твердых остатков;
• Получение конечного продукта: газа, нефти или угля.

Пиролиз ТБО и выход продуктов зависят от используемого температурного режима. Его можно отрегулировать. Для уменьшения количества добываемого газа устанавливаются низкие температуры. В результате больше нефти и угля. И наоборот, высокотемпературный пиролиз твердых отходов дает больше газа [5,6].

В отличие от традиционной утилизации, в том числе путем сжигания, пиролиз имеет следующие преимущества:

• Не загрязняет окружающую среду.
• Отходы используются для получения полезных веществ.
• В отходах после процесса отсутствуют агрессивные и опасные вещества, их объем значительно меньше, чем при обычном сжигании, их можно закопать в землю.
• Предотвращает восстановление тяжелых металлов, они превращаются в золу.
• Полученные таким образом конечные продукты просты в обращении: хранение, транспортировка.
• Наладить технологический процесс несложно, оборудование не требует много места, доступные цены.

Утилизация отходов пиролизом при наличии компактных установок может быть использована гражданами в частных домах, сельскохозяйственных объектах и теплицах. Это позволяет получить дешевую энергию, сэкономить на коммунальных услугах: вывоз мусора, отопление. В промышленных объемах страна может получать дешевые энергии, альтернативные топливо и необходимые химикаты.

Список литературы:

1. Muradov I., Toshmamatov B.M. Kurbanova N.M., Baratova S.R., Temirova L. Development of A Scheme For The Thermal Processing of Solid Household. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 6, Issue 9, September 2019, India, PP. 10784 10787.
2. Тошмаматов Б.М., Узаков Г.Н., Баратова С.Р. «Утилизация твердых бытовых отходов с использованием солнечной энергии». Международный научный журнал «Научные горизонты». Россия 2019, №2, с. 255-260.
3. B.M. Toshmamatov, G.N. Uzakov, S.M. Shomuratova, L.Z. Temirova, “Calculation of energy efficiency of the solar installation for the processing of municipal solid waste”, International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology, Vol. 6, Issue 12, pp 12097-12102, December 2019, India.
4. G.N. Uzakov, Kh.A. Davlonov, K.N. Holikov, Study of the Influence of the Source Biomass Moisture Content on Pyrolysis Parameters// Applied Solar Energy, Vol. 54, No. 6, pp, 481-484. 2018, (05.00.00; №4. Scopus CiteScore 2018, IF:0.9).
5. Toshmamatov B., Davlonov Kh., Rakhmatov O., Toshboev A. Recycling of municipal solid waste using solar energy. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 1030 (2021) 012165. doi:10.1088/1757-899X/1030/1/012165.
6. Uzakov G.N., Toshmamatov B.M., Mamedova D.N., Temirova L., K Shakhboz. Experimental solar installation for the processing of municipal solid waste. EPRA International Journal of Research and Development (IJRD) Volume: 5 | Issue: 3 | March 2020 - Peer Reviewed Journal. SJIF Impact Factor: 6.260| ISI I.F.Value:1.241| Journal DOI: 10.36713/epra2016 ISSN: 2455-7838(Online). India. PP. 299-303