خط تولید بازیافت لاستیک به گازوییل

از آنجا که میزان لاستیک زباله بیشتر و بیشتر تولید می شود ، آلودگی لاستیک زباله نیز سنگین و سنگین می شود. بنابراین ، برای جهان بسیار ضروری و مهم است که راهی برای دفع لاستیک های زائد پیدا کند ، بنابراین از آلودگی ناشی از لاستیک های زاید جلوگیری یا کاهش یابد .
انبوهی از لاستیک های زائد تا کنون ، برای دفع لاستیک های زائد ، عمدتا روش های زیر وجود دارد :
1- انباشته شدن به محل دفن زباله .
2- با سوزاندن
3- تعمیر و بازخوانی لاستیک فرسوده .
4- ضایعات بازیافت لاستیک به لاستیک اصلاح شده
اگر در مورد بازیافت لاستیک زباله تحقیقاتی انجام داده اید ، باید بدانید که هیچ یک از روشهای فوق راه حل مناسبی نیست ، روشهای پردازش باعث هدر رفتن زیاد مواد اولیه می شوند ، همچنین باعث ایجاد آلودگی شدید به محیط زیست می شوند. با توجه به این وضعیت فعلی ، ما فرآیند تولید گازوئیل پیرولیز را به عنوان یک راه حل جدید و تمیز برای بازیافت لاستیک های ضایعاتی به شما توصیه می کنیم.
روند تولید گازوئیل تایر چیست؟
عمدتا از لاستیک (شامل لاستیک طبیعی و لاستیک مصنوعی) ، کربن سیاه و بسیاری دیگر از مواد افزودنی آلی و غیر آلی (شامل نرم کننده ، ضد زنگ ، گوگرد ، اکسید روی و غیره) تشکیل شده است. پیرولیز لاستیک زباله به معنای فرآیندی است که در یک راکتورتحت فرایند خلاَء شده با گرمایش مناسب ، زنجیره اصلی لاستیک ها به مونومر ، بیوپلیمر و قطعات شکسته می شود ، سپس در بسیاری از الفین ها پلیمری می شود ، بنابراین مواد فرار موجود در مواد جامد از بین می رود. کربن. محصولات نهایی اصلی مازوت ، گاز پیرولیز, گازوئیل حاصل از پیرولیز تایر ، سیم کربن سیاه و فولادی است. ترکیب هر محصول به عنوان روش های مختلف تجزیه در اثر حرارت ، دما و غیره متفاوت است.
PYROLISIS SYSTEMسیستم پیرولیز
امروزه در جهان صنعتی، با استفاده از سیستم پیرولیز موفق به تجزیه و استحصال سوخت از مواد پلاستیکی و تایر های ضایعاتی و… گردیده اند.این شرکت با توسعه این روش و تحت اتمسفر خالی از اکسیژن موفق به تجزیه مواد ارگانیک موجود در لجن های نفتی، خاکهای آلوده نفتی ،انواع لاستیک و مواد پلاستیکی و… گردیده که با اعمال دماهای مختلف ، مواد هیدروکربنی به گاز بتدیل و با تبرید آن ، سوخت های مختلف قابل استحصال می باشد.
مزایا:
1- 10۰% مواد هیدروکربوری قابل بازیافت می باشد.
2- در فرآیند بکار برده شده هیچگونه مواد شیمیایی اضافه ای استفاده نمی شود.
3- در طول فرآیند و بعد از آن هیچگونه آلودگی در خاک ، آب و یا هوا نداریم.
4- نتیجه تولیدات ارزش اقتصادی بسیار زیادی نسبت به ارزش ضایعات دارد.
5- ارزانترین تکنولوژی بازیافت مواد هیدروکربوری در جهان می باشد.
6- مواد اولیه آن ارزان و تهیه آن بسیارراحت است.
7- فرایند قابل اعمال به کلیه مواد با پایه نفتی است.
8- فرایند و سیستم و منبع انرژی جایگزینی برای نفت و گاز میباشد.
مدت زمان فرآیند بین 24 تا 20 ساعت به طول می کشد که بستگی به مقدار و کیفیت مواد خام ورودی دارد.در طول فرآیند و با اعمال مقادیرمختلف خلاء و دما های پیش تعیین شده و در فازهای مختلف ، گازهای متفاوتی را به دست می دهد که گاز های میعان شده قابل ذخیره سازی و انتقال در مخازن متفاوت می باشد.
جزئیات فنی سیستم:
فرآیند بصورت سیستم بسته می باشد. (batch)
مقادیر مواد اولیه تحت دما و فشار کنترل شده به داخل راکتور وارد می شود.
فرآیند باعث تغییر ساختار ملکولی مواد هیدروکربنی شده و نتیجه فرآیند تولید نفت کوره و انواع سوخت بصورت گاز می باشد.
گازهای متصاعد شده از مبدلهای حرارتی گذشته و سوخت بصورت مایع استحصال می گردد.
سایر مواد غیر تبخیر شونده مانند کربن ، فلز ، خاک و … در راکتور باقی مانده و در انتهای فرآیند تخلیه می شود.
مبدلهای حرارتی از آب استفاده می کنند و آب بصورت چرخشی در سیستم بکار برده می شود.
این سیستم قادر به کار شبانه روزی می باشد.
مثال۱) نتایج زیر جهت یک تن لاستیک بدست آمده است:حدود 45 الی ۵۰% وزنی سوخت (نفت کوره ، گازوئیل سبک ، بنزین و…)حدود 3۰ الی ۳۵% کربن سیاه قابل مصرف در صنایع مختلف از جمله پوسته کابل برق ،نوار نقاله، تسمه های بسته بندی، آتش نشانی، بسته های نایلونی مشکی، چسب ، لوازم یدکی اتومبیل ، صنایع لاستیک و…حدود ۱۰الی۱۵% سیم فولادیحدود ۵ الی8% گاز که امکان میعان را نداشته و سوزانده و یا در دستگاه به عنوان سوخت استفاده مجدد می گردد.
تقریباً بیشتر از 1.5 میلیارد تایر در سراسر جهان هر سال تولید می شود که در نهایت همگی به لاستیک های ضایعاتی تبدیل می شوند. لاستیک‌های ضایعاتی کاندیدای عالی برای بازیافت انرژی و همچنین محصولات جانبی جامد، مایع و گاز از طریق پیرولیز هستند: عمدتاً از لاستیک فرآورده‌های نفتی ساخته شده‌اند، دارای ارزش گرمایی بالا و همچنین محتوای فرار بالا و گوگرد متوسط هستند. مورد تجزیه در اثر حرارت تایر را بررسی می‌کند و به ویژه عوامل مؤثر بر عملکرد و ترکیب محصول را شناسایی می‌کند. خواص نفت، گازها و زغال سنگ تولید شده خلاصه می شود و مطالعات تحقیقاتی آتی توصیه می شود.
متریال تولید لاستیک :
اساساً، تایرها از لاستیک (60 تا 65 درصد وزنی)، کربن سیاه (25 تا 35 درصد وزنی)، پرکننده (3 درصد وزنی)، و شتاب‌دهنده ساخته می‌شوند. لاستیک از پلیمرهای الاستومری تشکیل شده است که با ساختار شبکه ای مشخص می شود که می تواند در کوتاه مدت تحت تأثیر نیروهای خارجی تغییر شکل دهد. ترکیبی. کربن سیاه برای تقویت لاستیک و مقاومت در برابر سایش استفاده می شود. برای اینکه لاستیک نرم‌تر و کارآمدتر شود، پرکننده‌ها (ترکیبی از مواد آلی معطر، نفتنیک و پارافینیک) اضافه می‌شوند.
دلایل مشکلات در مدیریت تایر:
چندین عامل، مدیریت یا بازیافت لاستیک های زباله را بسیار دشوار می کند:
1-لاستیک ها طوری طراحی شده اند که در برابر شرایط سخت مانند قرار گرفتن در معرض ازن (مضرترین عامل برای لاستیک)، اصطکاک، نور و باکتری ها مقاومت کنند. این بدان معنی است که آنها در محل های دفن زباله تجزیه نمی شوند. طول عمر تایر در محل دفن زباله بین 80 تا 100 سال در نظر گرفته می شود.
2-تایرهای کامل دارای چگالی ظاهری کم هستند. حدود 75 درصد از حجم آنها فضای خالی است. این بدان معنی است که آنها حجم زیادی را در محل دفن زباله اشغال می کنند.
3-این واقعیت که لاستیک ها پلیمرهای گرماس خت هستند به این معنی است که آنها را نمی توان ذوب و به اجزای شیمیایی خود جدا کرد.
فرآیند پیرولیز:
پیرولیز شامل حرارت دادن ماده اولیه تا دمای بیش از 400-600 درجه سانتیگراد بدون اکسیژن به منظور تبخیر و تجزیه ماده اولیه و تولید نفت، گاز و زغال سنگ است.روغن حاصل از پیرولیز ممکن است مستقیماً به عنوان سوخت استفاده شود، به سوختی با کیفیت بالاتر ارتقا یابد یا برای تولید مواد شیمیایی استفاده شود. گازها معمولاً از هیدروکربن‌های C1-C4 و هیدروژن با محتوای گرمایش بالا تشکیل شده‌اند، به طوری که گازها می‌توانند به عنوان سوخت برای فرآیند پیرولیز عمل کنند. زغال سنگ جامد از پرکننده کربن سیاه همراه با ذغال حرارتی تشکیل شده است.
راکتورهای پیرولیز:
رایج ترین راکتورهای پیرولیز شامل بستر ثابت، کوره دوار و بستر سیال است. راکتورهای بستر ثابت معمولاً برای پیرولیز آهسته در یک فرآیند دسته‌ای استفاده می‌شوند که با نرخ گرمایش کم، زمان ماندگاری طولانی جامد و بخار ها حاوی کاتالیزور،
کوره دوار یک استوانه ورق فولادی است که با مواد نسوز پوشانده شده است تا از فولاد در برابر دماهای بالا محافظت کند و کمی شیب (7-10 درجه) برای پیشبرد مواد زائد دارد. برای یک ماده زباله معین، سیستم ممکن است از نظر سرعت چرخش، درجه پر شدن و اندازه ذرات بهینه شود. کوره‌های دوار نیز امکان استفاده از انواع مختلفی از اندازه‌ها و انواع مواد را فراهم می‌کنند.
تأثیر پارامترهای مختلف بر بازده محصولات پیرولیز از لاستیک‌های ضایعاتی:
دما عامل غالبی است که بر توزیع محصولات گاز، مایع و فاز جامد و خواص فیزیکی/شیمیایی آنها تأثیر می گذارد سایر عوامل تأثیرگذار عبارتند از سرعت گرمایش، اندازه ذرات، ترکیب مواد اولیه، زمان تجزیه در اثر حرارت/زمان ماندن لاستیک، سرعت جریان گاز حامل/زمان ماندن مواد فرار، فشار و نوع اتمسفر (از جمله وجود بخار در گاز حامل) و وجود کاتالیزور.
درجه حرارت:
دمای پیرولیز باید به اندازه کافی بالا باشد تا لاستیک ها را از نظر حرارتی تخریب کند. با این حال، دماهای بالاتر و زمان های طولانی ماندن گاز در منطقه داغ راکتور می تواند نفت را به گاز تبدیل کند. بنابراین دمای بهینه برای به حداکثر رساندن تولید روغن وجود دارد. حداکثر کردن تولید نفت معمولاً هدف است، زیرا با ارزش ترین محصولات است.
تعدادی از مطالعات را خلاصه می کند که تأثیر دما بر بازده روغن حاصل از تجزیه در اثر حرارت تایر را بررسی کرده اند. در سراسر مطالعات، دمای بهینه برای تولید روغن از 425 درجه سانتیگراد تا 720 درجه سانتیگراد متغیر است و حداکثر بازده بین 38 تا 60 درصد است. این تنوع قابل توجه در دماهای بهینه و حداکثر بازده احتمالاً به دلیل تفاوت در نرخ گرمایش، زمان ماندن گاز، نوع راکتور، سرعت جریان جرمی تایر و اندازه ذرات تایر است. این عوامل ثانویه می توانند به ویژه بر واکنش های ثانویه تأثیر بگذارند، که ترکیبات مایع را به فاز گاز یا فاز گاز را به فاز جامد تبدیل می کنند. یکی از توصیه‌ها برای تحقیقات آتی، ساخت یک مدل رگرسیونی برای پیش‌بینی بازده روغن به‌عنوان تابعی از دما، نرخ گرمایش، نوع راکتور، سرعت جریان جرمی تایر، اندازه ذرات تایر و هر شرایط تعاملی است.
نرخ گرمایش:
افزایش نرخ گرمایش، نرخ تخریب را افزایش می‌دهد و همچنین بر دمایی که در آن حداکثر تبخیر شروع و متوقف می‌شود، تأثیر می‌گذارد. نرخ گرمایش بالاتر منجر به دماهای بالاتر می شود که می تواند منجر به واکنش های ثانویه بیشتر شود که می تواند محصولات فاز گاز بیشتری تولید کند. ماهیت واکنش های ثانویه می تواند بر ترکیب گاز و همچنین مایع تأثیر بگذارد. نرخ گرمایش، و همچنین دما و اندازه ذرات، بسته به مقادیر سایر پارامترها می‌توانند تأثیرات متفاوتی ایجاد کنند. نرخ گرمایش همچنین بر زمان تکمیل پیرولیز و انرژی مورد نیاز تأثیر می‌گذارد: نرخ‌های گرمایش پایین‌تر مستلزم زمان اقامت طولانی‌تر است.
فشار جو:
افزایش فشار اتمسفر باعث افزایش ویسکوزیته روغن می شود . از سوی دیگر، کاهش فشار (اغلب با پیرولیز خلاء همراه است)، با کاهش زمان ماندن مواد فرار، واکنش‌های ثانویه را در فاز گاز کاهش می‌دهد. این تمایل به افزایش بازده نفت دارد. همچنین، کاهش واکنش‌های ثانویه می‌تواند رسوب گاز را روی سطح زغال جامد کاهش دهد، که می‌تواند زغال‌اخته را به عنوان یک جاذب کربن فعال، با مساحت سطح بالاتر و افزایش واکنش‌پذیری، ارزشمندتر کند کاهش فشار فرآیند ممکن است دمای فرآیند را نیز کاهش دهد. (PV = nRT، طبق قانون گاز ایده آل). کاهش دمای
وجود بخار در گاز حامل:
علاوه بر تولید روغن برای اهداف حمل و نقل و محصولات شیمیایی، پیرولیز تایر می تواند هیدروژن تولید کند که می تواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.
. تولید میکند H2
1 کیلوگرم لاستیک زباله 0.158 کیلوگرم
CnHm+nH2O
nCO+(n+m/2)H2
CO+H2O
CO2+H2
نشان دهنده بخارات ازاد شده از هیدروکربن در طی فرایند پیرولیز می باشد CnHm
کاتالیزور:
کاتالیزورها را می توان برای بهبود نرخ پیرولیز، کیفیت روغن، بازده روغن و بازده ترکیباتی مانند آروماتیک برای تولید شیمیایی استفاده کرد. برای افزایش نرخ پیرولیز و کیفیت روغن،
استفاده میگردد . به عنوان افزودنی به زئولیت تجاری از کاتلیزور های
برای تجزیه در اثر حرارت کاتالیزوری لاستیک های زباله استفاده می گردد.
از کاتالیزور ها برای افزایش5% راندمان استحصال روغن پیرولیز مایع تحت فرایند پیرولیز استفاده میگردد .
خواص محصولات پیرولیز ضایعات تایر:
چگالی می تواند نشانه ای از سوخت/حجم باشد(چِگالی یا دانسیته یا یک ماده، جرم آن ماده به ازای حجم واحد است. آن را با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند و از رابطه ρ=m/V به دست می‌آید؛ ρ چگالی، m جرم جسم و V حجم جسم است. چگالی یک ماده با تغییر دما و فشار تغییر می‌کند. این تغییرات معمولاً برای جامدات و مایعات کوچک بوده ولی برای گازها بسیار بزرگ است)
نسبت و سایر خواص سوخت یک مایع باشد
روغن پیرولیتیک (0.02 ± 890 کیلوگرم بر متر مکعب) بالاتر از روغن دیزل تجاری (820الا860 کیلوگرم بر متر مکعب) و کمتراز نفت کوره سنگین (980 کیلوگرم بر متر مکعب).
از آنجایی که چگالی بالا وابسته بر وزن مولکولی مولکول های سوخت، این نشان می دهد
که روغن پیرولیتیک دارای مولکولهای سوخت بالاتری نسبت به روغن است
ویسکوزیته، که معیاری از اصطکاک سیال است
دارایی، عامل مهمی در در نظر گرفتن است
عملکرد یک سوخت مایع با توجه به مقاومت برای برش، اتمیزه کردن سوخت، و جریان در موتورها و پاشش
ضریب شکست فاکتور مهمی است که باید به آن توجه کرد
بر خود اشتعالی بخار سوخت تأثیر می گذارد.
محتوای گوگرد به دست آمده برای روغن پیرولیز در اثر حرارت 0.004 درصد وزنی بود.
خواص روغن پیرولیز :
می باشد .40 MJ/kg روغن پیرولیز معمولا دارای ویسکوزیته متوسط ارزش حرارتی در حدود
بیش از 100 ترکیب در روغن پیرولیز لاستیک شناسایی شده است.
)و PAHs) که شامل هیدرو کربن های پلی آرماتیک (C5-c20بیشتر آنها هیدروکربن های(
هیدروکربن نیتروژن پلی آروماتیک. (PANH)
و هیدروکربن های گوگردی پلی آروماتیک. (PASHs)
آروماتیک های غالب عبارتند از بنزن، تولوئن، زایلن، استایرن، لیمونن و ایندن فراوان‌ترین آلیفاتیک‌ها، آلکان‌های زنجیره مستقیم. با مقادیر کمتری از آلکن‌ها هستند. (C6-C37)
گازهای تولید شده از پیرولیز لاستیک زباله را با توجه به مطالعات مختلف اجزای اصلی گاز شامل هیدروژن (H2)، متان (CH4)، اتان (C2H6)، اتن (C2H4)، پروپان (C3H8)، پروپن (C3H6)، بوتان (C4H10)، بوتن (C4H8)، بوتادین (C4H6)، کربن است. دی اکسید (CO2)، مونوکسید کربن (CO) و سولفید هیدروژن (H2S). ترکیب دقیق گاز به لاستیک های خاص مورد استفاده در ساخت تایر و همچنین دمای پیرولیز بستگی دارد. بازده کلی گاز با افزایش دمای پیرولیز افزایش می یابد، زیرا روغن بیشتری به بخار تبدیل می شود. افزایش دمای پیرولیز همچنین می‌تواند تولید هیدروژن را افزایش دهد، که اگر این هدف از فرآیند باشد،
نتیجه گیری
لاستیک‌های ضایعاتی که عمدتاً از لاستیک نفتی ساخته شده‌اند، کاندیدای عالی برای تجزیه در اثر حرارت برای بازیابی انرژی و محصولات جانبی هستند. دما عامل اصلی تاثیرگذار بر توزیع محصولات گاز، مایع و فاز جامد و خواص فیزیکی/شیمیایی آنهاست. سایر عوامل تأثیرگذار عبارتند از نرخ گرمایش، اندازه ذرات، ترکیب مواد اولیه، زمان تجزیه در اثر حرارت/زمان ماند لاستیک، سرعت جریان گاز حامل/زمان ماند مواد فرار، وجود بخار در گاز حامل، و حضور کاتالیزور.
روغن‌های پیرولیتیک از لاستیک‌های ضایعاتی، با ارزش حرارتی معمولی حدود
40 MJ/kg
روغن‌های پیرولیز همچنین می‌توانند مواد شیمیایی مفیدی برای صنعت پتروشیمی از جمله الفین‌های سبک و آروماتیک تولید کنند. برای حذف آده ها می توان از ذغال سنگ فاز جامد برای ایجاد کربن سیاه یا کربن فعال استفاده کرد. گازهای تولید شده شامل هیدروژن و هیدروکربن های مختلف می توانند به عنوان سوخت برای فرآیند پیرولیز استفاده شوند.
از نظر تحقیقات آتی، ساخت یک مدل رگرسیونی برای پیش‌بینی بازده نفت به عنوان تابعی از دما، نرخ گرمایش، نوع راکتور، اندازه ذرات تایر و هر گونه شرایط تعامل مفید خواهد بود.
فضای مورد نیاز جهت تولید(بازیافت لاستیک به گازوئیل و دوده صنعتی )
فضای داخل سالن کارخانه :(500 الی 1000) متر مربع
فضای حیاط کارخانه: (500 الی 1000) متر مربع
برق کارخانه: برق 3فاز60آمپر
آب مصرفی: در یک شیفت کاری جهت سرد کردن سیستم کندانسور500 لیتر درهر شبانه روز
G100 کنتور گاز کارخانه :