Пиролизные установки

Приобретение оборудования в Лизинг на 2 — 5 лет, первый взнос 10 -15%, валюта — рубли, удорожание 5 — 12% в год.

Для заказа оборудования заполните опросный лист на установку pyrolysis-machine-oprosniy-list.docx

Пиролизные установки для утилизации и переработки отходов. Цены и характеристики пиролизных установок. Установки позволяют перерабатывать шины, отходы резины, пластика, полиэтилен, отходы кабеля, нефтешламы, отработанные масла. Пиролизная установка эффективна и экологически безопасна. У нас вы сможете купить пиролизные установки с объемом разовой загрузки от 4 до 20 тонн. Горизонтальные пиролизные установки с вращающимся реактором объемом 17 до 50 м3 легко и быстро загружаются через дверь в торце установки. Вращене реактора обеспечивает равномерную быструю и полную переработку всех загруженных материалов, автоматическую выгрузку углерода, отсутствие отложений на стенках реактора, легкую выгрузку металлокорда. При использовании гидравлического загрузочного устройства, шины можно предварительно не резать. Усилие подачи на поршне обеспечивает паспортную загрузку установки.

Дверь реактора пиролизной установки может быть прямоугольной, круглой, под загрузочное устройство или равна диаметру установки 2,2 или 2,6 или 2,8 метра. Рекомендуем круглую дверь с загрузочным устройством.

Видео — пиролизная установка и пиролизная переработка отходов
https://youtu.be/u2TuWb8qrCA

Наши установки работают в Болгарии, Испании, Польше, Турции, Украине, Казахстане, Иордании, Индии, Корее, Китае, Малайзии, Пакистане, Таиланде, Филиппинах около 20 стран мира. Установки имеют Европейский сертификат качества и Декларацию соответствия продукции в России и странах таможенного союза Армении, Белоруссии, Казахстане и Киргизии.
Пиролизные установки производства комплектуется системой очистки выхлопных газов, которая позволяет использовать для разогрева реактора уголь, дрова, пиролизное масло, дизельное топливо, газ, электричество. Установки комплектуются: полуавтоматической, цена указана в таблице, или автоматической системой выгрузки углерода из реактора, системой быстрого удаления металлокорда из установки, мультитопливными горелками для разогрева реактора, Российской адаптированной к холодному климату системой охлаждения, есть возможность использовать выделяемое установкой тепло для отопления цеха и бытовых нужд. Возможна дополнительная поставка загрузочного устройства, автоматической системы удаления и хранения углерода из установки. Система управления установки на комплектующих Siemens.

Для сокращения сроков окупаемости установки можно приобретать ее в комплекте с установкой дистилляции пиролизного масла в стандартное дизельное топливо и бензин АИ 92. Или выбрать компактную установку для очичтки пиролизного масла и отработанных масел.

Выбросы газов в атмосферу соответствуют европейским стандартам, материалы получаемые в установке востребованы на рынке и легко реализуются. В процессе низкотемпературного пиролиза мы получаем топливо, углерод, металлокорд. То-есть вредных отходов производства нет. В наших установках могут применяться различные системы охлаждения пиролизных газов. Выбор той или иной системы охлаждения зависит от климатических условий и особенностей цехов.

Материалы перерабатываемые в установке и объем пиролизного масла получаемое из различных отходов:

Наименование	Тип отходов	Выход пиролизного масла
Отходы шин	Шины грузовиков корд сталь	40%- 45%
	Шины с нейлоновым кордом	40%
	Шины велосипедов мопедов	35%
Отходы пластика	Полимерные мешки, хозяйственные	50%
Отходы пластика	Пакеты или сумки	60%
Отходы кабеля кожи	Кабель ПЭ	35%
	Кабель ПВХ (требуется модуль дехлорирования)	25%
	Кабель в резиновой изоляции	35%
	Телефонный кабель	50%
Макулатура, отходы бумажной фабрики	Грубый материал	15%
	Промытый материал	20-25%
	ПЭ материалы	70%
Отходы обуви, подошвы	Спортивная обувь, подошвы	25-33%
	Обувь на черной резиновой подошве	35%
	Жевательные резинки, резиновая подошва	45%
Прочие отходы	Резиновые трубки	30%
	Ковры	35%
	Металлопластиковые отходы	30%
	Пластик автомобиля, фары, обивки….	50%
	Бутылки от напитков	50%
	Регенерация отходов ПММА (полиметилметакрилат).
	Отходов сырой нефти и нефтяные остатки.	70 — 80%
	Нефтешламы*	20 — 45%
	Отработанные масла	75 — 90%

* Выход пиролизного масла из этих отходов зависит от объема нефтяных фракций в материале

В результате пиролиза получаются следующие продукты:

Пиролизное масло: 20% ~ 65% от веса загрузки, данные в таблице выше
Металлический корд, только при переработке шин и покрышек. В процессе работы установки он сматывается в реакторе в рулон. и легко извлекается из установки.
Углерод 30% — 40%, для больших установок рекомендуем станок для прессовки порошка в угольные стержни, используемые как топливо или перемалывания углерода в пудру для дальнейшего использования в производстве шин, резины, красок. Для этих целей используется углерод получаемый из шин.
Отходы воды и пара: 5% ~ 10%
Горючие пиролизные газы — 10%

Рабочий процесс в пиролизной установке:

В загрузочную дверь пиролизной установки, она может быть прямоугольной, круглой диаметром до 1500 мм ( под автоматическое загрузочное устройство, или равна диаметру пиролизного реактора установки от 2,2 до 2,8 метра, загружается сырье. Двери герметично закрываются. Затем реактор пиролизной установки нагревается газовой или дизельной горелкой, возможен вариант уголь дрова, гранулированный углерод и.т.п. Когда температура в реакторе достигает 300 ° С 450 ° C, в реакторе начинают образовываться нефтяные фракции. Нефтяные газы попадают в сепаратор где происходит конденсация тяжелых фракций пиролизного масла а затем в каталитическую колонну. В каталитической колонне происходит разрыв молекул тяжелых масляных фракций. В результате мы получаем пиролизное масло с большим % легких фракций пиролизного масла. После каталитической колонны газы попадают в кожухотрубный холодильник. В нем газ охлаждается, конденсируется и накапливается в баке для топлива, также в системе остаются горючие газы которые не могут быть сжижены, они возвращаются в систему теплоснабжения для сжигания, поддерживая процесс пиролиза. После завершения процесса пиролиза установка остывает от 2 до 4 часов в зависимости от ее объема и производительности.

После остывания реактора установки, включается автоматическая выгрузка углерода из печи, этот процесс занимает от 1 до 2 часов углерод может поступать в емкость для хранения углерода или паковаться сразу в мешки. После выгрузки углерода рабочие открывают дверь и с помощью специального приспособления выгружается металлокорд. Пиролизная установка готова к загрузке следующей партии материалов.
Пиролизная установка комплектуется системой мокрой очистки печных газов, вентилятором дымоудаления. Под заказ возможна система рекуперации тепла печных газов. В этом случае температура выбрасываемых на улицу газов зимой около 60 — 80 градусов. Система охлаждения пиролизной установки позволяет использовать выделяемое установкой пиролиза тепло для отопления цеха зимой.

Цены и характеристики пиролизных установок производительностью от 4 до 20 тонн

№	Наименование	Мощность кВт.	Объем реактора м3/час	Объем загрузки тонн.	Объем в сутки тонн.	Количество загрузок в день	Цена* $ USA	Цена** $ USA	Цена*** $ USA	Цена **** $ USA	Цена***** $ USA
1	LL-2200-6000	11	22	5 — 6	9 — 10	3 за 2 дня	82000	92000	88000	98000	108000
2	LL-2200-6600	11	25	7	10 -11	3 за 2 дня	84000	94000	91000	101000	111000
3	LL-2600-6000	16	32	8	8 -10	1 в день	110000	124000	118000	121000	131000
4	LL-2600-6600	16	35	10	10 — 12	1 в день	120000	134000	128000	142000	154000
5	LL-2800-6000	17	37	10	10 — 12	1 в день	125000	139000	135000	149000	164000
6	LL-2800-6600	17	40	12	12	1 в день	135000	149000	145000	159000	175000
7	LL-2800-7500	22	46	15	15 — 16	1 в день	145000	155000	152000	167000	185000

* — цена пиролизной установки без адоптации к холодному климату. Нагрев установки углем, дровами.

** -цена пиролизной установки без адоптации к холодному климату. Нагрев установки мультитопливными горелками, работающими на бизельном топливе, пиролизном масле, мазуте.

*** цена пиролизной установки с системой охлаждения адаптированной к холодному климату, без открытого бассейна.

*** цена пиролизной установки с системой охлаждения адаптированной к холодному климату, без открытого бассейна. Нагрев установки мультитопливными горелками, работающими на бизельном топливе, пиролизном масле, мазуте.

**** — цена пиролизной установки с системой охлаждения адаптированной к холодному климату, без открытого бассейна и системой охлаждения, позволяющей использование выделяемого установкой тепла для отопления цеха. Система приточной вентиляции. Нагрев установки мультитопливными горелками, работающими на бизельном топливе, пиролизном масле, мазуте.

Стандартный цикл работы пиролизной установки.

№	Наименование	Загрузка материала час.	Работа машины час.	Остывание час	Разгрузка час.	Рабочий цикл час.
1	LL-2200-6000	2	7	2	2	13
2	LL-2200-6600	2	8	2	2	14
3	LL-2600-6000	2-3	10	2 — 3	2-3	18 — 19
4	LL-2600-6000	2-3	10	3	2-3	19 — 20
5	LL-2800-6000	3	12	4	3	22
6	LL-2800-6600	3	12	4	3	22
7	LL-2800-7500	4	12	4	4	24

Ориентировочный срок окупаемости установки LL 2800×6000 или LL 2600×6600 загрузка 10 тонны

Общем переработки шин 10 тонн в сутки.

Ежедневные расходы

Пиролизное топливо для горелки — 140 литров х 10 =1400 руб
Электричество = 17 кВт * 3 руб./кВт. * 22 часов = 1122 (1200) руб.
Зарплата 5 рабочих с отчислениями — 40000*5/21= 9500 руб.
Катализатор — 300 руб.
Арендная плата 250 м2 * (300 руб/мес. / 30)=2500 руб/день (взята цена для Подмосковья)
Прочие: транспорт, продажи, -2000
Ежедневные расходы = 1400+1200+7700+300+2000+2500 = 15100 руб

Доходы дневные

Пиролизное масло — 4000 кг. * 10 = 40000 руб.
Углерод 4000 кг*6 руб = 22400 руб.
Металл — 1,1 тонна * 3000 руб = 3300.

ДОХОДЫ = 40000+22400+3300=65700 руб.

Прибыль за день — 65700- 15100 = 50600 руб.

pyrolysisplant.ru

Предлагаем мобильную пиролизную установку для переработки различных видов твердых бытовых отходов в жидкое топливо. Пиролиз эффективный экологически чистый способ переработки отходов, позволяющий получать на выходе полезный продукт: синтетическую нефть, пиролизный газ и полукокс. Применение пиролиза позволяет снизить вредные выбросы в атмосферу в соответствии с законодательством. Отработанные газы из реактора подвергаются комплексной очистке фильтром и выбрасываются в атмосферу. Химический состав газов такой же, как после сжигания котельно-печного топлива.

Жидкое и газообразное топливо, полученное на выходе, пригодно для использования в котельных и ТЭЦ. Жидкое топливо представляет собой синтетическую нефть с средней теплотой сгорания 22-25 Мдж/кг. Синтетическую нефть можно подвергнуть дальнейшей переработке на установках органического синтеза в моторные топлива. Твёрдый остаток, который называется полукокс можно сжигать в печах, а также применять для производства строительных материалов, таких как керамзит, бордюрный камень, тротуарная плитка, серобетон, для производства шин и дорожных работ.

Как работает пиролизная установка

Пиролизная установка изготовлена из нержавеющей жаропрочной стали. Состоит из нескольких блоков: сушильный реактор, пиролизный реактор, реактор охлаждения твердых продуктов пиролиза, реактор охлаждения и конденсации парогазовой смеси углеводородов. Все блоки смонтированы на одной металлической раме. Утилизация отходов производится непрерывным образом, путём их передвижения через рабочее пространство сушильного, пиролизного и охлаждающего реакторов посредством шнековых транспортеров. Привод шнековых транспортёров работает от одного мотор-редуктора посредством зубчатой либо цепной передач. Необходимая температура достигается за счет сжигания пиролизного газа, который нагревает воздух (теплоноситель), перемещающийся внутри сушильного и пиролизного реакторов. Мобильность пиролизной установки осуществляется посредством ее транспортирования на грузовом шасси или прицепе.

Технологический процесс утилизации органических отходов контролируется с помощью электронных датчиков, показания которых выводятся на монитор компьютера. Автоматический процесс управления происходит согласно расписанию основной программы. Электронное устройство и компьютер находятся в комнате оператора. В наборе технологического контроля имеется несколько датчиков: два термо-датчика на поверхности контакта со шнеками и в конце пиролизного реактора, термо-датчик на прохладном конце пиролизного реактора, термо-датчик на горячем конце сушильного реактора, термо-датчик на прохладном конце сушильного реактора, датчик присутствия углеводородов в водяном паре на выходе из сушильного реактора.

Какие отходы можно утилизировать в пиролизной установке

производственные и бытовые отходы (несортированные ТБО)
древесные отходы, в том числе опил и щепа
отходы пластика, строительные и промышленные отходы
канализационные иловые отложения
все виды торфа, сланцы
отходы резины, автомобильные шины
отходы АПК (птицеводства, КРС и свиноводства) с добавлением соломы
отходы в виде шелухи зерновых культур, подсолнечника, орехов и т.п.
морские и речные водоросли
отходы нефтедобычи и нефтепереработки, нефтешламы
медицинские отходы

Технологический процесс этапы

дробление отходов до фракций менее 10 мм., что гарантирует эффективный пиролиз
предварительная сушка дробленой массы при температуре 150-180 градусов Цельсия, после чего отходы перемещаются в пиролизный реактор
пиролиз дробленой массы отходов, масса нагревается до температуры примерно 600-650 градусов Цельсия
конденсация, образовавшиеся газы поступают в теплообменник, где происходит их конденсация в жидкое топливо и горючий газ; остатки в виде угля собираются в конце машины

Технические характеристики

Габаритные размеры, м (ДхШхВ): 11,6 х 2,3 х 2,3
Вес установки, т: 4-6
Мощность, кВт: 10
Питание: 3 x 400 V (50 Гц)
Производительность установки, куб.м/час: 2,5-20
Охлаждающая вода в охлаждающих теплообменниках имеет замкнутый цикл с возможностью рекуперации энергии

Преимущества пиролизной установки для утилизации ТБО

Помогает утилизировать отходы, что снижает площади, необходимые для захоронения мусора. Возможность смешанной утилизации различных видов отходов
Позволяет перерабатывать (ликвидировать) отходы с существующих полигонов и свалок непосредственно на месте их размещения
Осуществляет полный рециклинг отходов
Экологичность. Снижает количество вредных выбросов диоксинов в атмосферу, не производит сточных вод.
Простота конструкции и высокая эффективность работы пиролизной установки
Простота использования и обслуживания. Процесс работы автоматизирован
Экономичность. Благодаря полученному топливу, установка сама способна обеспечивать себя необходимой энергией для работы. Может работать в непрерывном режиме
Адаптирована для работы в климатических зонах нашей страны
Доступная цена, быстрая окупаемость вложений

www.bmpa.ru

Устройство своими руками

Делается пиролизная установка своими руками довольно сложно. В первую очередь для сборки потребуется большая камера. Приемная воронка должна быть предусмотрена небольших размеров. Если верить специалистам, то затвор целесообразнее применять с блокиратором. Конденсатор у модификации необходим для жидких продуктов. Дроссельные заслонки применяются для регулировки температурного режима.

После установки вентиляторов крепится насос. Воздухоподогреватели в основном используются трубчатого типа. Водяные ванны, как правило, устанавливаются в нижней части конструкции. У многих моделей швельшахта фиксируется под насосом.

Мобильные модификации

Мобильные пиролизные установки для отходов производятся с насосами на 2 Вт. У многих модификаций дроссельная заслонка применяется небольшого размера. Если верить специалистам, то производительность мобильных модификаций находится на уровне 100 куб. метров за час эксплуатации.

Предельная температура моделей располагается на уровне 430 градусов. Также стоит отметить, что мобильная пиролизная установка производится с водяными ваннами компактных размеров. Параметр допустимого давления в устройствах невысокий.

Стационарные агрегаты

Стационарные установки пиролизного типа отличаются высокой производительностью. При этом давление у них составляет не менее 40 Па. Системы защиты используются серии РР20. У многих моделей применяется две дроссельные заслонки. Рабочая температура модификаций составляет примерно 230 градусов. По параметрам конденсаторы стационарных модификаций сильно отличаются. Насосы, как правило, используются на 4 Вт. Дымососы устанавливаются различных диаметров. Затворы располагаются только в центральной части камеры.

Параметры установки серии LL-2200

Данная пиролизная установка непрерывного действия производится со сдвоенной камерой. Термическая обработка у модификации не отнимает много времени. Параметр производительности находится на уровне 400 куб. метров в час. Приемная воронка в данном случае располагается над водяной ванной.

Если верить мнению экспертов, то система защиты применяется высокого качества. При этом дроссельная заслонка способна выдерживать давление в 4 Па. Дымосос у модификации применяется небольшого диаметра. Затвор стандартно используется с блокиратором проходного типа.

Особенности устройства LL-2300

Данная пиролизная установка для ТБО способна похвастаться высоким параметром допустимого давления. Если верить мнению экспертов, то термическая обработка не занимает много времени. Система фильтрации у модификации используется класса КЕ400. Также стоит отметить, что конденсатор применяется только один. Многие специалисты указывают на широкую швельшахту. Водяная ванна в данном случае находится над камерой. Блокиратор у модификации имеется проходного типа. Параметр максимальной температуры равняется 380 градусам.

Характеристики агрегата LL-2400

Эта установка пиролизного типа производится с двумя водяными ваннами. Если верить экспертам, то давление они способны выдержать не более 4 Па. Система фильтрации у модификации имеется класса РЕ500. При этом дроссельная заслонка используется только одна. Швельшахта применяется без затвора. Приемная воронка у модели находится над камерой.

Многие эксперты говорят о том, что устройство не боится перегрузок. Газоанализатор применяется без счетчика. Если говорить про недостатки, то важно отметить малое сопло. Воздухоподогреватель в конструкции применяется трубчатого типа.

Параметры установки серии ФАС-8-1/ВП

Представленная установка пиролизного типа имеет массу преимуществ. В первую очередь эксперты говорят о том, что у модификации применяется качественный затвор. При этом дроссельные заслонки способны выдерживать большую нагрузку. Приемная воронка у модификации имеется только одна. Непосредственно система фильтрации со своими задачами справляется отлично. Производительность указанной установки пиролизного типа составляет 130 куб. метров за час. Все это стало возможным благодаря мощному воздухоподогревателю.

Непосредственно насосы применяются на 3 Вт. Если верить специалистам, то швельшахта используется компактных размеров. Однако давление она способна выдержать большое. Параметр максимальной температуры располагается на уровне 450 градусов. Система защиты в установке применяется класса РК30. Газоанализатор у модификации установлен возле вентилятора.

Особенности устройства ФАС-8-2/ВП

Это качественная и производительная пиролизная установка. Переработка ТБО в данном случае осуществляется очень быстро. Воздухоподогреватель у модификации применяется с одним насосом. Если верить отзывам экспертов, то сопло установлено только одно.

Непосредственно приемная воронка применяется небольших размеров. Многие эксперты говорят о том, что модификация способна выдерживать давление в 4 Па. Система фильтрации у нее не отличается высоким качеством. При этом швельшахта установлена небольших размеров. Всего в конструкции имеется две дроссельные заслонки. Затвор у модификации располагается за вентилятором.

Характеристики агрегата ФАС-8-4/ВП

Данная пиролизная установка непрерывного действия производится с двумя затворами. Благодаря широкой приемной воронке обеспечивается высокая производительность. Система защиты у модификации применяется серии РК30. Перегревание затвора наблюдается довольно редко. Система газоочистки используется первого класса. Сопло для швельшахты применяется только одно. Предельная температура у модификации равняется 340 градусам. При этом давление выдерживается не более 5 Па.

Параметры установки серии ФАС-8-5/ВП

Данная пиролизная установка от прочих моделей отличается высокой камерой. При этом водяная ванная используется с системой газоочистки. Если верить мнению экспертов, то фильтрация применяется высокого качества. Система фильтрации у модификации предусмотрена класса РК33. При этом приемная воронка защищена надежной крышкой, которая оснащена собственным блокиратором.

Затвор у модификации применяется только один. Многие эксперты говорят о том, что конденсатор способен работать при высокой температуре. Предельное давление он держит на уровне 3 Па. Сопло подогретого воздуха выдерживает нагрузки в 5 Н. Воздухоподогреватель стандартно применяется трубчатого типа.

Особенности устройства ФАС-8-10/ВП

Эта пиролизная установка изготавливается с большими блоками для подогрева отходов. Водяная ванна у модификации имеется только одна. Если верить отзывам экспертов, то проблемы с перегревом сопла возникают очень редко. Система защиты в установке используется класса РК33. При этом рабочая температура находится на уровне 450 градусов. Приемная воронка устанавливается небольших размеров. Затвор у модификации установлен с качественным блокиратором.

Конденсатор модификации способен справиться с различными жидкими продуктами. Многие эксперты говорят о том, что дроссельные заслонки не могут выдержать большой нагрузки. Дымосос у модификации применяется с собственной системой фильтрации.

Характеристики агрегата ФАС-8-13/ВП

Пиролизная установка данной серии пользуется большим спросом. Некоторые эксперты говорят о высокой производительности и качественной водяной ванне. Также стоит отметить, что у модификации имеется два затвора. Таким образом, проблемы с поступлением отходов возникнуть не должно.

Система защиты у модели применяется класса РК40. Швельшахта используется проходного типа. Конденсатор применяется только один. Параметр предельной перегрузки — на уровне 5 Н. Система защита от перегорания отходов в данном случае отсутствует. Воздухоподогреватель у модификации располагается за вентилятором.

Параметры установки серии ФАС-8-15/ВП

Эта пиролизная установка производится только с одним затвором, и блокиратор у нее производителем не предусмотрен. Если верить мнению экспертов, то стопорится заслонка очень редко. Система защиты у модели используется класса РК45. Многие эксперты говорят о том, что модель может работать в различных условиях. Газоанализатор применяется третьего класса.

Водяная ванна используется только одна. Также стоит отметить, что конденсатор применяется приводного типа, и он оснащен отдельными вентилятором. Предельная температура модификации составляет 450 градусов, а давление на заслонке равняется 4 Па.

Особенности устройства «Фортан»

Пиролизная установка «Фортан» примечательна тем, что у нее имеется два затвора. Загрузка отходов много времени не отнимает. Вред окружающей среде она не наносит. Если говорить про показатели, то важно отметить, что предельная температура располагается на уровне 400 градусов. Система защиты у модификации имеется класса РК300. Швельшахта в данном случае применятся только одна. При этом вентилятор используется большой мощности.

Также надо упомянуть о том, что модель способна работать в автономном режиме. Насос у нее используется на 3 Вт. Система газоочистки имеется третьего класса. Многие эксперты говорят о том, что модификации хорошо справляется с перегрузками. Конденсатор у модели применяется приводного типа. Всего в устройстве используется два блокиратора и один раствор. Предельное давление модификации равняется 8 Па.

fb.ru

К преимуществам использования пиролизных установок «Т-ПУ1» при переработке отходов относятся:

Установки «Т-ПУ1» — это новая разработка установок низкотемпературного пиролиза, при проектировании и разработке которых были учтены минусы и недочеты различного пиролизного оборудования, представленного на рынке. Технология и конструкция установок «Т-ПУ1» перед запуском их в серийное производство отрабатывалась в течении четырех лет эксплуатации 6-ти установок в собственном цехе пиролиза (Нижегородская обл., промзона г.Кстово) на более семидесяти видах различных отходов.
Установки «Т-ПУ1» имеют невысокую стоимость по сравнению с аналогами, компактны, просты в работе и обслуживании, не требуют высококвалифицированный персонал.
Один оператор и один подсобный рабочий могут обслуживать работу 3-4 установок.
Оборудование мало чувствительно к типу сырья и способно перерабатывать несортированные не хлорсодержащие твердые, жидкие и пастообразные отходы, в том числе: нефтешламы, битумы, отработанные масла, бумажную пульпу, смешанные пластики и измельченные остатки автомобилей, полимеры, каучуки, электронную технику, резинотехнические изделия и автопокрышки, канализационный ил, отходы деревообработки, медицинские и химические углеродосодержащие отходы 2-5 класса опасности, и т.п. Высокотемпературная газификация в установках дает возможность технически просто перерабатывать твердые и жидкие виды отходов без их предварительной подготовки, сортировки, дробления, сушки, в том числе в смешанном виде с содержанием воды, загрязненные песком, ржавчиной, металлами и т.п.
Важный параметр для установок Т-ПУ1 — утвержденная (см. ГЭЭ) санитарная-защитная зона всего 100 метров. ГЭЭ получена в конце 2016 года уже по новым измененным правилам Росприроднадзора (приняты в 2016 году), что создаст меньше сложностей при оформлении лицензий на переработку отходов.
Установки потребляют всего 1 кВт энергии и обеспечивают себя необходимой для работы энергией (требуется только для пуска), в то время как избыток генерируемого пара и/или электричества поставляется внешнему потребителю. Если две пиролизные установки работают вместе (в противофазе), то излишки газа в одной установке используются для запуска процесса пиролиза во второй печи. В этом случае полностью отпадает потребность в каком-либо дополнительном виде топлива.
В отличии от других аналогов в установках «Т-ПУ1» разработан более оптимальный размер реторты (уменьшена высота и увеличен диаметр), обеспечивающий лучший и более быстрый прогрев сырья по всему объему, что приводит к сокращению времени нагрева (варки) при более качественном пиролизе. Снижение высоты реторты (установки) облегчает ее обслуживание, позволяет использовать помещение с более низкими потолками и более простые погрузочные механизмы (даже погрузчик). Так как высота не оснащенных печей «Т-ПУ1» составляет 2,6 м, то их возможно перевозить вертикально стандартным грузовым автомобильным прицепом и требуется меньшее количество транспортных средств для перевозки, по сравнению с более «громоздкими» аналогами.
Эксклюзивной конструкции реторты в установках выполнены из 8 мм хромоникелевой титаносодержащей нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т, которая имеет более высокую прочность и более устойчива к окислениям элементов сгорания, при изменениях температурного режима до 900 °C. Сферические днище и крышка реторты изготавливаются методом горячей штамповки путем гидравлического выдавливания прессом из листа металла. Такая конструкция днища в разы снижает вероятность его деформации (вытягивания). А сферическая крышка и специальная конструкция замка позволяют достигать максимальной герметичности даже при двукратном (два цикла варки) использовании дешевого асбошнура (сальниковой набивки АС 16х16) в качестве прокладки крышки реторты.
В установках «Т-ПУ1», в отличии от других аналогичных пиролизных установок, разработан и установлен модуль оборудования – «Отсекатель воды», который решает проблему «закоксовывания» труб в системе охлаждениях. Это инновационная разработка позволяет в несколько раз реже обслуживать (чистить) трубчатые магистрали оборудования. Вместо ручной чистки, магистрали установок «Т-ПУ1» можно легко чистить продувкой паром от парогенератора.
По сравнению с аналогами, в установках «Т-ПУ1» разработан модернизированный более герметичный замок крышки реторты со специальным уплотнением, который позволяет исключить задымленность помещения.
Внутренние стенки печи в установках «Т-ПУ1» выложены из дорогого долговечного огнеупорного шамотного кирпича, сохраняющего больше тепла и снижающего затраты.
Установки «Т-ПУ1» с мощностью отдельной технологической линии мобильны, могут быть объединены или добавлены для увеличения суммарной производительности и объема производства. Модульность установок имеет ряд дополнительных преимуществ, так как при технологической линии из нескольких установок, в случае какой-либо поломки (даже чистки или профилактики) одной из установок не требуется остановка всего производства как в случае применения пиролизного оборудования в виде единого громоздкого «моноблока».
Оптимальность и компактность цепей трубопроводов и узлов в установке «Т-ПУ1» позволяют 1-2 раза в месяц (в зависимости от вида отходов) легко чистить (делать профилактику) оборудования продувкой на 2-3 часа горячим паром от парогенератора вместо трудоемкой механической и ручной чистки.
Возможно использовать оборудование на открытой площадке (зависит от климатической зоны). Специальный фундамент под оборудование не требуется — достаточно твердого покрытия. Конструктивно установки «Т-ПУ1» менее громоздкие, чем аналоги, что позволяет в случае необходимости достаточно быстро и без особых сложностей произвести демонтаж/монтаж оборудования и перевезти установки «Т-ПУ1» на другую площадку.
Пиролизные установки имеют отличные показатели по выбросам вредных веществ таких как диоксины, уровень которых ниже установленных соответствующим законодательством.
Несмотря на вышеуказанные преимущества, более совершенную модель реторты и более качественные материалы пиролизных установок «Т-ПУ1» по сравнению с аналогами, стоимость установок «Т-ПУ1» ниже аналогов сравнительной производительности, так как первоочередная задача нашего предприятия путем минимизации собственной прибыли занять лидирующую позицию на рынке пиролизных установок за счет предложения конкурентной цены при высоком качестве оборудования. Географию установленного оборудования «Т-ПУ1», которая с каждым месяцем расширяется, можно посмотреть на нашем сайте в разделе «Фотогалерея».

piroliz-ecoprom.ru

Пиролизные печи и установки термической деструкции

Обеспечить пиролиз позволяют специальные печи. Их конструкцию в соответствии со стадиями протекания процесса условно можно поделить на радиантную и конвекционную части. В первой осуществляется непосредственно сам процесс пиролиза. Вторая часть обеспечивает дегидрацию продуктов разложения и их конденсацию. В зависимости от применяемого сырья и получаемых продуктов пиролиза конструкции установок различаются радиантной частью.

При переработке нефтепродуктов используются трубчатые радиаторы (змеевики), в то время как при переработке отходов – это реакторы с большой открытой камерой. Соответственно различия в конструкции отражаются на системе нагрева, которая требует управляемого наращивания температур в зоне реакции. При этом конструкция должна обеспечивать время пребывания сырья в зоне с максимальной температурой как можно меньше и составлять порядка всего 0,1-0,5 секунд.

В современной терминологии все чаще встречается термин «установка термической деструкции». Он подчеркивает назначение печи, как оборудования для утилизации. Конструктивно ее особенности проявляются в загрузочном окне и мобильном варианте исполнения, что предполагает возможность транспортировки. Современные установки полностью автоматизированы и просты в эксплуатации. Например, Установка термической деструкции (УТД-1).

Пиролиз в разрезе технологической цепочки

Рассмотрим пиролиз, как технологию термического разложения отходов. Соответственно, сырьем будут служить углеродосодержащие материалы. Такой технологический процесс представим в виде следующих стадий:

загрузка сырья в реактор;
нагрев содержимого без доступа кислорода за счет работы горелки; температура в камере контролируется и плавно увеличивается до требуемых технологических величин;
термическое разложение сырья; резкий подъем давления и температуры свидетельствуют о начавшейся реакции;
стабилизация процесса; горелка переходит на работу от образующегося пиролизного газа;
стадия первичного разделения продуктов горения; смесь поступает в теплообменник, где сконденсировавшиеся продукты собираются в отдельную емкость;
глубокая фаза расщепления смеси в газожидкостном разделителе; образуется газообразная и жидкая фракции;
осуществляется сбор продуктов горения в специально установленные емкости;
сухая фракция осаждается в самой пиролизной камере.

Соответственно, основные узлы технологической цепочки: реактор – теплообменник – газожидкостный разделитель – емкости для сбора продуктов пиролиза. Обеспечивают работу установки водяная и воздушная система охлаждения, горелка, работающая на жидком топливе и пиролизном газе.

Технологический процесс пиролиза на примере УТД-1 (смотреть ВИДЕО)

Практическое использование продуктов пиролиза

Пиролиз позволяет в результате переработки органических веществ получать – непредельные углеводороды. Это этилен, пропилен, бензол, дивинил, бутадиен и другие из ряда олефинов. Они необходимы для получения пластмасс, синтетических материалов и каучуков. Применительно к пиролизным установкам (термическим деструкторам), продукты их работы:

пиролизный газ, который используется, как топливо для работы установок;
коксовый остаток 4-5 класса опасности; может использоваться на строительные и рекультивационные нужды, в том числе входить в состав угольных брикетов, строительные и бетонные смеси;
синтетическая нефть; применима для получения компонента бензина и дизельного топлива;
выделяемое тепло может направляться для обогрева помещений;
дистиллированная вода; применима для получения буровых растворов; может использоваться в качестве технической или питьевой воды после дополнительной очистки.

Пиролиз: преимущества технологии

Получение ценного для химической промышленности сырья.
Возможность полного контроля и регулирования процесса.
Высокая эффективность за счет использования для поддержания работы собственных продуктов горения.
Пиролиз — экологически чистая технология, так как отходы имеют минимальный объем и не требуют специальной очистки.
Широкий спектр использования: как технология получения химического сырья, утилизации отходов и функционирования печей отопления.
Экономически выгодная технология переработки отходов бурения, нефтешламов, пластмасс, резины и других органических материалов.

Пиролиз от А до Я (часть 3): перспективы развития технологии пиролиза в России или «План 2030»

При использовании материала/любой его части ссылка на сайт (www.i-pec.ru) обязательна

i-pec.ru

Что такое пиролиз ТБО, его преимущества перед простым сжиганием

Пиролиз – это разложение тяжелых органических веществ на более легкие при нагревании и в отсутствии кислорода. На латинском языке «pir» – это огонь, а «lizios» – разлагаю, дословный перевод термина: «разлагаю огнем». Смысл пиролиза ТБО (смотреть схему ниже) сводится к тому, что соединения, образующие мусор, при нагревании расщепляются на вещества, имеющие более низкую молекулярную массу. В результате пиролиза образуется три основных продукта:

пирогаз (пиролизный, пиролитический газ или синтез — газ) – это смесь газов, способных гореть и негорючих;
пиролизное (пиролитическое) масло и вода. Пиролизное масло имеет разный состав и может служить впоследствии печным топливом или сырьем для переработки;
пикарбон (твердый углеродсодержащий остаток – уголь).

По ходу пиролиза происходит четыре общих для всех его видов процесса: просушка мусора (в сушильной камере), сухая его перегонка (пиролиз), горение твердых остатков, получение пиролизного газа, пиролитического масла и углеродистого остатка.

Из схемы видно, что нагревание некоторых этапов происходит за счет тепла, вырабатываемого по ходу пиролиза.

Пиролиз ТБО может протекать в разных температурных режимах. При низких температурах выход газа меньше, больше образуется пиролитического масла и пикарбона. С увеличением температуры равновесие сдвигается в сторону образования синтез – газа.

Пиролиз ТБО имеет неоспоримые преимущества перед утилизацией мусора сжиганием. Во-первых, не происходит загрязнение среды, во-вторых, сырьевым материалом служат отходы, при этом примечательно, что пиролизом перерабатываются отходы, которые сложно утилизировать, например, старые шины. Пиролизные остатки не содержат агрессивных веществ, поэтому их можно складировать под землей, причем такие отходы образуются в меньшем количестве, чем после сжигания. При пиролизе тяжелые металлы не восстанавливаются, а уходят в золу. Полученные продукты легко хранить и перевозить. Оборудование не является массивным, и оно относительно недорогое.

Виды пиролиза

По воздействию разных значений температур на мусор пиролиз делится на низкотемпературный и высокотемпературный. Первый протекает при температуре до 900⁰С, а второй – при температуре больше 900⁰С.

Низкотемпературный пиролиз. Технология обработки отходов данным способом заключается в нагревании сырья в шахте до 350 – 450⁰С без доступа воздуха, то есть при отсутствии как кислорода, так и азота. Стабильная температура и полное отсутствие кислорода гарантируют, что сырье не будет гореть, а также не будет помех для интенсивного протекания таких процессов как нагревание, плавление, испарение, разложение углеродистых соединений. При данном типе пиролиза неважно, каков химический состав перерабатываемых отходов и в каком соотношении находятся в них органические вещества. Пиролизный газ имеет, практически, одинаковый состав:

горючая составляющая: угарный газ, метан, этилен, сероводород, водород;
негорючая составляющая: углекислый газ и азот.

Важно, что горючая составляющая значительно превышает по содержанию негорючую, а это значит, что пиролизный газ можно использовать так же, как добываемый природный газ. Выход полученного горючего газа зависит от качественного состава сырья: так, пищевые отходы образуют газ, насыщенный влагой, чего не скажешь о пластмассах.

Высокотемпературный пиролиз. Технологическая цепочка:

Сортировка мусора с удалением больших предметов, цветного и черного металлолома.
Измельчение и просушка отобранных отходов.
Разложение просушенного сырья с целью образования пиролитического газа, пиролитического масла, шлаков и побочных веществ, таких как Cl₂, F₂, N₂.
Ликвидация загрязнителей и снижение температуры полученного газа.
Употребление пиролитичского газа для получения пара, электрической или тепловой энергии. Чаще всего этот газ применяется обратимо для инициирования пиролиза.
Пиролитическое масло после складирования направляется в качестве сырья на заводы нефтехимической промышленности для изготовления горюче – смазочных материалов, заменителей мазута и дров.

Плюсы и минусы пиролиза ТБО

Положительные стороны низкотемпературного пиролиза:

нет острой необходимости сортировать углеводородные остатки (даже полностью несортированные отходы дают выход пиролизного газа в два раза больше по сравнению только с пищевыми отходами);
городские свалки выступают в роли источника сырья для производства;
отсутствие ядовитых оксидов серы и азота.

Недостатки низкотемпературного пиролиза:

сложная конструкция крупногабаритных печей;
высокая стоимость печей;
необходимость в большом количестве работников;
не происходит полный распад диоксинов, содержащихся в сырье;
тяжелые металлы не плавятся, а выпадают в осадок вместе со шлаком.

Преимущества высокотемпературного пиролиза:

можно перерабатывать сырье с небольшим количеством горючих материалов;
образующийся газ поднимается снизу вверх и проходит через слой мусора, который подается сверху. При этом газ не захватывает пылевые частички, что служит залогом его чистоты;
пиролизный газ подобен природному, и его целесообразно применять для выработки тепловой энергии, а на небольших электростанциях для выработки электричества;
пиролизный газ проще очищать от ненужных примесей (если вообще таковые есть) из-за низкой температуры;
поскольку процесс идет в отсутствии кислорода, то пиролизный газ не содержит опасные диоксины, образующиеся при сжигании углеводородов;
если в ходе пиролиза получается жидкая фракция (из старых покрышек образуется, например, пиролизное масло, которое не совсем точно называют синтетической нефтью), то ее используют как заменитель нефтепродуктов;
зола не содержит неокисленный углерод и имеет низкую температуру, что позволяет использовать ее, например, в дорожном строительстве.

Какие отходы можно перерабатывать при помощи пиролиза

Обратите внимание! ТБО – твердые бытовые отходы – разные субстанции, которые без обработки невозможно вторично использовать в бытовой деятельности человека.

ТБО – это смесь веществ органического и неорганического происхождения, имеющих разные свойства. В России отходы не сортируются. Однако за рубежом, да и у нас в стране есть тенденция к снижению в мусоре доли пищеотходов и увеличению доли упаковочных материалов: пластика, картона, бумаги. Исследования показали, что примерно 30 процентов по весу и 50 процентов по объему ТБО приходится на долю упаковочного материала. А 13 процентов по весу и 30 процентов по объему упаковочного материала приходится на долю пластмассовых изделий, в подавляющем большинстве пластиковой посуды. Органическую составляющую мусора подразделяют на:

компостируемую (кухонные отбросы, опил, кора и ветки деревьев, щепа, старые газеты, картон);
некомпостируемую (пластмассы, резина, кожа, выброшенные старые шины, кабели, вязкие пастообразные отходы, такие как машинное масло, нефтешламы, почва, на которую попали горюче-смазочные материалы).

Пиролизу подвергается компостируемая и некомпостируемая составляющие мусора.

Пиролизное оборудование для переработки отходов

Современное оборудование может работать с использованием сырья, полученного почти из любых видов органических отходов с использованием собственной энергии. Обязательной составной частью системы аппаратов для пиролиза является реактор.

Интересно! Изначально первые пиролизные аппараты появились в России в девятнадцатом веке. В те времена пиролизу подвергался керосин для приготовления из него газа и бензина, которые применялись для освещения.

Переработка сырья осуществляется в зонах реактора (схема ниже):

вверху температура поддерживается на уровне 100 – 200⁰С и здесь сырье подсыхает (этап №1);
в середине при температуре 1000 – 1200⁰С происходит термическое разложение органической массы и коксование ее, при этом часть углерода сгорает с выделением тепла, поддерживая нужную температуру (этап № 2);
внизу твердый остаток охлаждается до температуры 100⁰С, остатки углерода догорают и преобразуется в золу – пикарбон, карбон (этап №3);
отведение продуктов пиролиза для складирования и повторного применения (этап № 4).

В настоящее время промышленность предлагает следующие типы оборудования для пиролиза ТБО:

Пиролизная установка для утилизации шин:
Пиролизная установка для утилизации отходов деревообработки, навоза и помета:
Универсальная пиролизная установка (Т – ПУ1) для утилизации отходов деревообработки, нефтепереработки, медицинских, пищевых и других отходов.

Если упростить промышленные механизмы пиролиза, использовать необъемные аппараты, то можно создать небольшую установку для пиролиза, применяемую в личных целях простыми людьми. В быту с помощью этой установки можно получать тепловую энергию, а в промышленности – востребованные химические продукты.

Видео о работе пиролизной установки, находящейся в Татарстане, о технологии проведения процесса, о достоинствах данного способа утилизации твердых бытовых отходов:

Пиролизный завод

В качестве примера пиролизного завода рассмотрим технологию переработки ТБО на мини – заводе ШАХ «ПОТРАМ — ТБО». Технология производства на этом заводе построена с использованием отдельных модулей:

для сортировки, измельчения и компостирования ТБО. Производственная площадка имеет размеры 50м в длину, 30м в ширину и 12м в высоту;
просушки компоста;
образования синтетического пиролизного масла;
получения дистиллятов из пиролизного масла;
очистки дистиллятов до уровня чистоты Евро-4.

Модульная схема работы завода дает возможность приспосабливаться к абсолютно разным видам ТБО.

Мусор на заводе перед обработкой проходит радиационный контроль, большие куски мусора измельчаются (размеры измельченных частиц не должны превышать 250 мм в диаметре) и компостируются. Компост содержит до 60 – 65% воды, поэтому он поступает в установку низкотемпературного пиролиза для удаления влаги. Далее этот материал отправляется в установку высокоскоростного пиролиза, где он перемешивается с золой ТБО, образованной здесь же и имеющей высокую температуру порядка 800 – 850⁰С. Смесь поступает в реактор, который медленно вращается. В этом реакторе смесь без кислорода прогревается до температуры 460 – 490⁰С.

Происходит термическое разложение тяжелых органических молекул с образованием легких углеводородов, которые затем конденсируются, и с выделением неконденсирующихся газов (водорода, азота, угарного газа, сероводорода и других), также образуется твердый углеродистый остаток и зола.

В условиях данной технологии происходит очень быстрый, практически мгновенный нагрев компоста, лишенного влаги, что обеспечивается высокоэффективным подводом энергии.

Плюсом системы является снижение потерь тепловой энергии, так как она не рассеивается в окружающее пространство. Для того чтобы запустить реактор, нужен обычный пропан, а для разогрева требуется всего 4 часа.

Полученная в реакторе смесь паров и газов поступает в следующий модуль, где пары углеводородов подвергаются конденсации, образуя жидкую пиролизную составляющую. Неорганические вещества испаряются или идут на химические предприятия для дальнейшей модификации. Газ, не подвергшийся конденсации, отправляется обратно в цикл, где он сгорает, а выделяющееся тепло обратимо используется в реакторе.

Жидкая составляющая пиролиза отправляется на склад, чтобы потом реализоваться как исходное сырье на предприятиях нефтехимии, как горючее автомобилей и локомотивов, как заменитель мазута и печного топлива в ТЭЦ и котельных.

Твердый остаток поступает из реактора в аэрофонтанную топку, где он дожигается в воздушном потоке. Образовавшееся тепло применяется для прогревания золы – теплоносителя. Горячая зола поступает в реактор, помогая разлагать органическую массу.

Таким образом, утилизация ТБО пиролизным методом – это эффективное решение переработки мусора, так как данный способ позволяет извлекать тепловую энергию и ценные продукты из отходов, практически не загрязняя при этом природную среду.

vtorothody.ru

Пиролиз углеводородов[править | править код]

Введение[править | править код]

Процесс термического пиролиза углеводородного сырья (нефти и её фракций) — основной способ получения низкомолекулярных ненасыщенных углеводородов — олефинов (алкенов) — этилена и пропилена.

Существующие мощности установок для проведения пиролиза в мире составляют 113,0 млн т/год по этилену или почти 100 % мирового производства и 38,6 млн т/год по пропилену или более 67 % мирового производства (остальное — 30 % производства пропилена приходится на каталитический крекинг, около 3 % мирового производства пропилена получают из побочных газов нефтеперегонных заводов, а именно из газов процессов замедленного коксования и висбрекинга). При этом, среднегодовой прирост потребления этилена и пропилена в мире составляет более 4 %^{[когда?]}^{[источник не указан 1072 дня]}.

Наряду с производством этилена и пропилена, процесс пиролиза нефти — основной источник производства дивинила, выделяемого ректификацией из сопутствующей пиролизной С4 фракции и отгонов бензола, получаемого из жидких продуктов пиролиза.

Около 80 % мирового производства бутадиена и 39 % производства бензола осуществляется пиролизом углеводородов^{[источник не указан 1072 дня]}.

Условия проведения пиролиза и химические реакции[править | править код]

В промышленных условиях пиролиз углеводородов осуществляют при температурах 800—900 °C и при давлениях, близких к атмосферному (на входе в нагреваемый трубопровод — пирозмеевик ~0,3 МПа, на выходе из него — 0,1 МПа избыточного давления).

Время прохождения сырья через пирозмеевик составляет 0,1—0,5 сек.

Теория пиролиза недостаточно изучена. Большинство исследователей придерживаются теории цепного свободно-радикального механизма разложения при пиролизе в таких условиях.

Условно, все реакции при пиролизе можно разделить на первичные и вторичные. Первичные реакции протекают со снижением молекулярной массы продуктов пиролиза. Это, в основном, реакции расщепления высокомолекулярных парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой, что сопровождается увеличением объёма газообразной смеси.

Далее возможны вторичные реакции синтеза более тяжёлых молекул из низкомолекулярных непредельных углеводородов. Эти реакции протекают, преимущественно, на поздних стадиях пиролиза.

При увеличении молекулярной массы молекул в смеси продуктов реакции уменьшается объём газов реакционной массы.

В основном, реакции образования ароматических, конденсированных ароматических углеводородов типа нафталина, антрацена в результате реакции конденсации/поликонденсации ведут к синтезу термически стабильных ароматических углеводородов в том числе, по реакциям типа Дильса — Альдера.

Также, ко вторичным реакциям можно отнести реакции образования смеси различных пастообразных углеводородов, с низким удельным содержанием водорода в молекулах соединений, называемых в промышленности пёком.

Пёк при обжиге при температурах свыше 1000 °С теряет водород в составе молекул легкокипящих углеводородов. Получаемый продукт, как правило, называют пиролитическим коксом. Но пиролитический кокс отличается по многим физическим свойствам, в частности, по абсорбционной способности, от каменоугольного кокса.

Деление реакций на первичные (разрушение тяжёлых молекул) и вторичные (синтез поликонденсированных ароматичеких углеводородов) условно, так как оба типа реакций происходят одновременно.

Для снижения скоростей вторичных реакций пиролиза — синтеза используют разбавление сырья пиролиза водяным паром. В результате парциальное давление пара углеводородов снижается и, согласно принципу Ле Шателье, снижение давления в зоне реакции будет способствовать протеканию реакций, идущих со снижением молекулярной массы, то есть с увеличением объёма, таким образом обеспечивается увеличение выхода продуктов расщепления — продуктов первичных реакций.

Концентрация водяного пара в процессе пиролиза выбирается в зависимости от целевого продукта. Так, для получения этилена, бутилена, бензина соотношение пара к сырью обычно составляет 0,3:1,0, 0,4:1,0, 0,5:1,0 соответственно.

Конструкция пиролизных печей[править | править код]

В промышленности распространение получили трубчатые пиролизные реакторы. Они состоят из двух частей, отличающихся характером теплообмена — радиационной и конвекционной. Именно в радиационной секции находятся трубчатые реакторы пиролиза (пирозмеевики), обогреваемые теплом сгорания внешне подаваемого горючего газа в горелках этой секции.

В радиационной секции пирозмеевики обогреваются не непосредственно пламенем горелок, а тепловым излучением (радиацией) от факела пламени (см. Формула Планка). и от теплового излучения внутренней огнеупорной кладки радиационной секции установки, непосредственно нагреваемой пламенем горелок.

В конвекционной части установки теплообмен между греющим газом — продуктами горения происходит за счет конвективного теплообмена. В этой части установки пиролиза происходит предварительный нагрев сырья, водяного пара, и нагрев до температуры начала пиролиза (600—650 °C). Газы в конвективную часть поступают из радиационной секции.

Для точной регулировки температуры в обеих секциях на выходе из установки установлен дымосос с регулирующим шибером для управления расходом дымовых газов.

Для энергетической эффективности пиролизные установки дополнительно оборудуют теплоутилизационными системами — котлами-утилизаторами. Кроме нагрева сырья и разбавляющего его водяного пара, в конвекционной части происходит нагрев питательной воды котла-утилизатора, и далее эта вода используется для охлаждения продуктов пиролиза, сама при этом подогревась. Полученная в результате частичного испарения воды пароводяная смесь, подается в барабан котла-утилизатора. В барабане происходит сепарация пара от жидкости. Насыщенный пар из барабана далее дополнительно перегревается в пароперегревателе этой же установки, в результате получается перегретый пар среднего давления, затем используемый в качестве рабочего тела паровой турбины, являющейся приводом компрессора-нагнетателя для сырья пиролиза — пирогаза.

В современных пиролизных установках в конвекционной части её располагают поверхности нагрева перегрева насыщенного пара до технологически приемлемой температуры (550 °C, при снижении температуры перегретого пара падает тепловой КПД, при высоких температурах снижается надёжность и безопасность установки из-за снижения прочности конструкционных сталей при высоких рабочих температурах). Эти меры позволили повысить КПД использования тепла в современных моделях печей пиролиза до 91—93 %.

Особенности промышленного пиролиза[править | править код]

Для повышения селективности процесса и выходов продуктов (обеспечения максимального выхода желаемых продуктов реакции и подавления образования нежелательных продуктов реакции) при пиролизе время пребывания сырья в реакционной зоне — зоне высокой температуры необходимо сокращать, а температуру процесса — повышать. Такой подход обеспечивает повышение выхода целевых продуктов пиролиза с одновременным снижением образования побочных продуктов реакции.

Поэтому конструкторы установок стремились сокращать длительность фазы пиролиза. В современных установках время перегрева сырья и последующего охлаждения продуктов составляет ~0,2 с, а температура нагрева для реакций пиролиза достигает 870—900 °C.

Проблема быстрого нагрева-охлаждения реакционной смеси за время 0,2 с от ~600 °C до ~1000 °C представляет собой сложную техническую задачу. Задача осложняется тем, что необходимо учитывать предельно допустимую рабочую температуру современных хромоникелевых сплавов, — основных конструкционных сталей таких установок, из которых изготавливаются реакционные змеевики. Также, при высоких температурах резко повышается коксообразование на внутренних поверхностях труб из этих сплавов.

Быстрый нагрев-охлаждение смеси можно обеспечить либо повышением перепада температур между греющей поверхностью и смесью, либо развивая поверхность теплообмена, либо оптимизируя геометрию и расположение теплообменных поверхностей. В современных установках применяется сочетание всех подходов. Без увеличения температурного перепада между стенкой пирозмеевика и паросырьевым потоком быстрый нагрев можно обеспечить увеличив удельную поверхность пирозмеевика, то есть поверхности на единицу расхода паросырьевого потока. Большинство фирм-разработчиков печей пиролиза пошли по пути конструктивного выполнения пирозмеевиков ветвящимися, с переменным диаметром входящих в змеевиковый пакет труб.

В установках предыдущих поколений пирозмеевики представляли собой длинную трубу постоянного диаметра, согнутую на равные части (в змеевик) для уменьшения размеров печи, то теперь пирозмеевики изготавливаются из большого количества труб (10—20) малого диаметра, которые объединяются в общие трубы на входе смеси и на выходе, и, в итоге, на выходе змеевик оканчивается 1—2 трубой значительно большого диаметра. В таких пирозмеевиках достигается высокая теплонапряженность (перепад температур) на начальном участке и низкая — на конце, где высокая температура стенки трубы нежелательно вызывает высокое коксообразование.

В установках ранних поколений пирозмеевики в радиационной секции ориентировались горизонтально, время реакционного контакта в таких печах составляло не меньше 1,0 сек, оптимальная температура пиролиза — не выше 800 °C. В последующих поколениях ориентацию реакционных труб выполняют вертикальной — свободно висящие трубы радиационной секции пирозмеевиков позволило применить более жаропрочные, но более хрупкие материалы для изготовления пирозмеевиков, так как при таком расположении материал труб не испытывает изгибных механических напряжений, а только растягивающие. Это позволило создать высокотемпературные установки и с кратким временем пребывания потока сырья в пирозмеевиках.

Для быстрого охлаждения прореагировавшей смеси с целью сохранить термодинамически неравновесное состояние смеси и предотвращения протекания нежелательных вторичных реакций, на выходе из пирозмеевиков устанавливают так называемые закалочно-испарительные аппараты. В их трубном пространстве происходит быстрое охлаждение (закалка) продуктов реакции до температур 450—550 °C, при которых скорость реакций поликонденсации углеводородов очень мала. В межтрубном пространстве происходит испарение котловой воды котла-утилизатора, которая, как упоминалась выше, используется для получения пара высокого давления.

Ниже в таблице 1 приведены данные по выходам некоторых продуктов на современных печах пиролиза.

Таблица 1 — Выход некоторых продуктов пиролиза различного углеводородного сырья

Компоненты	Сырьё пиролиза — Этан	Сырьё пиролиза — Бутан	Сырьё пиролиза — Прямогонный бензин	Сырьё пиролиза — Атмосферный газойль
Водород	3,4	1,3	1,0	0,7
Метан	3,4	21,6	16,6	11,5
Ацетилен	0,2	0,4	0,4	0,3
Этилен	48,7	37,8	29,3	25,0
Этан	39,3	5,1	4,0	3,4
Пропилен	1,1	17,3	16,4	14,5
Дивинил	1,1	3,6	5,6	5,1
Бутены	0,2	1,5	4,4	3,9
Бензол	0,6	2,5	7,1	7,0
Тяжелая смола	0,1	0,6	5,2	9,1

Технологическое оформление[править | править код]

За период развития термического пиролиза углеводородов в конструкцию печей пиролиза и в технологическую схему производства низших олефинов был внесён ряд важных усовершенствований. О некоторых улучшениях конструкций печей пиролиза было сказано в предыдущем разделе. Теперь несколько слов о важнейших изменениях в технологической схеме переработки продуктов пиролиза.

Введение в схему печных блоков закалочно-испарительных аппаратов позволило утилизировать тепло продуктов пиролиза с получением пара высокого давления. Наличие собственного пара высокого давления привело к замене компрессоров с электрическим приводом на компрессоры с паровой турбиной, что привело к снижению на порядок себестоимости продуктов пиролиза. Полный переход с абсорбционной схемы газоразделения продуктов реакции на низкотемпературное фракционирование привело к получению низших олефинов более высокого качества — полимеризационной чистоты. В совокупности все изменения в технологии производства низших олефинов способствовали к переходу на высокие мощности единичных установок. Если в начале 1960-х годов мощность передовых установок пиролиза составляла порядка 100—140 тыс.т/год, по этилену, то на данный момент мощность достигает 1,0-1,4 млн.т/год. Рост единичных мощностей этиленовых установок сопровождался значительным снижением удельных затрат сырья и энергии на производство. Кроме того, с ростом мощности установок пиролиза, изначально предназначавшихся только для получения этилена, стало экономически целесообразным выделение остальных газовых продуктов, а затем получение бензола и других ценных компонентов из жидких продуктов, что дополнительно повысило эффективность процесса.

Современное производство этилена включает следующие узлы: непосредственно сам пиролиз, первичное фракционирование и разделение продуктов пиролиза, компримирование, осушка, глубокое охлаждение пирогаза и газоразделение.

Узел пиролиза состоит из нескольких печей пиролиза. Суммарные годовые мощности по этилену всех печей, без учёта печей находящихся в резерве (на регенерации), определяют мощность всей установки пиролиза. На выходе из ЗИА продукты пиролиза проходят вторичную закалку путём прямого впрыскивания смолы пиролиза (так называемое закалочное масло) до температур не выше 200 °C.

Узел первичного фракционирования и разделения продуктов пиролиза состоит из систем фракционирующих колонн и отстойников. В результате, продукты пиролиза разделяются на технологическую воду, на тяжёлую смолу (температура начала кипения ~ 200 °C), на лёгкую смолу (пиробензин), на предварительно облегченный пирогаз (у/в С1-С4 с содержанием у/в С5-С8).

Далее лёгкий пирогаз поступает на узел компримирования, состоящий из многоступенчатого компрессора. Между стадиями компрессии предусмотрены теплообменники и сепараторы для охлаждения компримированного пирогаза и его сепарации с дополнительным выделением влаги и пироконденсата. На этой стадии пирогаз сжимается до давлений 3,7—3,8 МПа для повышения температур кипения разделяемых продуктов. Также между стадиями компримирования предусмотрен узел очистки пирогаза от кислых газов (СО₂, Н₂S), представляющий собой насадочную колонну, в которой происходит хемосорбция кислых газов раствором NaOH.

Сжатый пирогаз поступает на узел осушки — в адсорберы с заполненными молекулярными ситами, где происходит полное удаление воды.

На узле глубокого охлаждения пирогаза происходит ступенчатое охлаждение пирогаза до температуры −165 °C. При этой температуре практически только водород находится в газообразном состоянии. Далее охлаждённый пирогаз (в жидком состоянии, без водорода) параллельно и последовательно проходит через четыре ректификационные колонны, в которых происходит отгонка метана, этан-этиленовой (ЭЭФ), пропан-пропиленовой (ППФ), С4 фракции и пиробензина. ЭЭФ и ППФ далее проходят гидроочистку от ацетиленовых углеводородов (и пропадиена в ППФ) и далее ректификацией выделяются этилен и пропилен. Оставшиеся этан и пропан используются как рецикловое пиролизное сырьё. Пиролизная С4 фракция используется для выделения экстрактивной дистилляции дивинила и бутиленов.

Пиролизная смола, полученная на стадии первичного фракционирования используется для получения технического углерода.

На крупнотоннажных этиленовых установках (от 250 тыс. т/год и выше) лёгкие смолы (пиробензин) обычно перерабатываются с выделением у/в С5, БТК фракции (ароматические углеводороды С6—С8) и фракции С9. БТК фракция, состоящая на 90 масс. % из ароматических углеводородов, используется для получения бензола термическим или каталитическим гидродеалкилированием или для выделения бензола, толуола и ксилола экстракцией и экстрактивной дистилляцией. Из у/в С5 далее получают изопрен, циклопентадиен (дициклопентадиен в товарной форме), пипирилены. Фракция С9 используется для получения нефтеполимерных смол.

Сырьевая база[править | править код]

Современная мировая структура сырья пиролиза выглядит следующим образом: этан — 27,6 % масс., сжиженные газы (пропан, бутан) — 14,0 % масс., прямогонный бензин (нафта) — 53,1 % масс., гидроочищенные керосино-газойлевые фракции — 5,3 % масс.

Использование этих видов сырья в отдельных странах различно. Так, в США и Канаде преобладающим сырьём является этан (49,1 % масс. и 69,7 % масс.), в Германии, Китае, Франции и Японии — нафта (57,4 % масс., 73,3 % масс., 60,0 % масс. и 80,3 % масс.). Кроме того, в Германии и Китае находят широкое применение гидроочищенные керосино-газойлевые фракции (32,0 % масс. и 26,7 % масс.).

В России структура сырья пиролиза в 2002 г. следующая: этан — 7,9 % масс, сжиженные газы (пропан, бутан) — 29,6 % масс, ШФЛУ — 6,5 % масс, прямогонный бензин — 56,0 % масс. Это, по сравнению со структурой сырья пиролиза СССР 1990 г., показывает увеличение доли газового сырья на 20 % масс. Это объясняется тем, что в период 1990—1998 гг. в РФ резко упали объёмы добычи и переработки нефти. Однако, в связи с увеличением в России объёмов добычи нефти с 301 млн т. в 1998 г. до 458,8 млн.т. в 2004 г., в РФ в сырье для пиролиза увеличилась доля жидких углеводородов. В результате этого состав сырья для пиролиза в России сегодня следующий: этан — 8,0 % масс., сжиженные газы (пропан, бутан) — 24,0 % масс., ШФЛУ — 6,7 % масс., прямогонный бензин — 61,3 % масс.

Уровень производства низших олефинов[править | править код]

Ниже в таблицах приведены данные ежегодного отчета журнала Oil and Gas Journal, характеризующие уровень развития производства низших олефинов за рубежом и в России.

Таблица 2 — Крупнейшие в мире страны — производители этилена

Страна	Мощность, тыс. т/год
США	27653
Япония	7576
Саудовская Аравия	5640
Южная Корея	5450
Германия	5415
Канада	5377
КНР	4988
Нидерланды	3900
Франция	3433
Российская Федерация	2810

Таблица 3 — Крупнейшие в мире компании — производители этилена

Компания	Мощность, тыс. т/год
Dow Chemical Co.	12900
Exxon Mobil Corp.	11467
Shell Chemicals Ltd.	8432
Saudi Basic Industries Corp.	6890
Equistar Chemical LP	4880
BP PLC	6009
Chevron Phillips Chemicals Co.	3993
Sinopec	3505
Atofina	5653
Nova Chemicals Corp.	3537

Таблица 4 — Крупнейшие в мире этиленовые комплексы

Компания	Местоположение	Мощность тыс. т/год
Nova Chemicals Corp.	Джоффр, пров. Альберта, Канада	2818
Arabian Petrochemical Co.	Джубейль, Саудовская Аравия	2250
Exxon Mobil Chemical Corp.	Бейтаун, шт. Техас	2197
Chevron Phillips Chemicals Co.	Суини, шт. Техас	1905
Equistar Chemical LP	Чэннелвью, шт. Техас	1750
Dow Chemical Co.	Тернезен, Нидерланды	1750
Yanbu Petrochemical Co.	Янбу, Саудовская Аравия	1705
Shell Chemicals Ltd.	Норко, шт. Луизиана	1556
Dow Chemical Co.	Фрипорт, шт. Техас	1540
Formoza Plastics Corp. USA	Пойнт-Комфорт, шт. Техас	1530

Таблица 5 — Крупнейшие российские компании — производители этилена и пропилена

Компания	Мощность по этилену, тыс. т/год	Мощность по пропилену, тыс. т/год
ОАО «Нижнекамскнефтехим»	600	280
ОАО «Казаньоргсинтез»	375	60
ООО «СИБУР-Кстово»	360	170
ООО «Ставролен»	350	140
ОАО «Газпром нефтехим Салават»	300	140
ОАО «Ангарский завод полимеров»	300	140
ОАО «Томский НХЗ»	300	140
ОАО «Уфаоргсинтез»	210	185
ЗАО «Нефтехимия» (Самарская обл.)	180	40
ЗАО «Сибур-Химпром»	45	46
ОАО «Московский НПЗ»
100
ОАО «Омский каучук»
52
Всего	2810	1403

Как видно из таблиц, уровень развития пиролиза в России крайне низок, так как после строительства установки ЭП-450 в Нижнекамске (1970—1976), не было построено ни одной установки. Наращивание мощности в РФ, на данный момент, осуществляется за счёт реконструкции существующих установок пиролиза, например, реконструкции этиленового комплекса «Этилен-450» ОАО «Нижнекамскнефтехим» (г. Нижнекамск р. Татарстан) с наращиванием мощности с 450 тыс. т/год до 600 тыс. т/год. Возможные проекты строительства установок для производства этилена в РФ на ближайшее десятилетие в случае реализации планов, заявленных ведущими компаниями, приводятся в таблице 6.

Таблица 6 — Проекты строительства пиролизных установок в РФ

Предприятие/название комплекса	Год ввода	Мощность по этилену, тыс. т/год
ОАО «Газпром нефтехим Салават»	2016	700
ЗАО «Восточная нефтехимическая компания» («Роснефть»)	2016	н/д
Саянский ГХК	2016	610
Каспийский ГХК	2016	600
ООО «ЗапСибНефтехим»	2020	1500
Балтийский НХК, Ленинградская область	2018-2019	3050
ОАО «Нижнекамскнефтехим»	2020	1000
Всего	2010—2020	7660

Перспективы развития[править | править код]

Следует отметить два основных направления исследования в области пиролиза, это: каталитический пиролиз и пиролиз с добавками различных веществ (инициаторы разложения или ингибиторы протекания побочных реакций).

При использовании различных катализаторов значительно повышаются селективность и выход некоторых основных продуктов. При этом можно значительно снизить температуру пиролиза. Основными недостатками каталитического пиролиза, несомненно, является быстрое коксование катализаторов и необходимость создания новых установок и нового технологического оборудования. И, так как до сих пор не появились полноценные промышленные установки каталитического пиролиза, это значит, что достаточно сложно создать таковые, которые были бы надежны и просты в эксплуатации. Хотя японские исследователи интенсивно ведут исследования в этой области, и в печати периодически появляются заметки об испытаниях в Японии экспериментальных установок каталитического пиролиза.

По второму направлению было испытано огромное количество соединений с их добавлением от десятков ppm до десятков процентов в сырьё. Эти вещества инициируют реакции разложения сырья и/или ингибируют побочные, нежелательные вторичные процессы. В промышленности широкое распространение получило использование небольших добавок (50—300 ppm) веществ, способствующих снижению образования кокса при пиролизе. Из этих веществ выделяются серосодержащие соединения (такие как диметилдисульфид, третбутилполисульфид). Фирма «Nalco» активно продвигает ингибитор коксообразования на основе фосфоросодержащих веществ. Принцип действия этих веществ заключается в пассивации активных центров коксообразования на стенке пирозмеевика. Однако, и у этого направления достаточно много недостатков, таких как: сложность равномерного дозирования, равномерного распределения добавки по паросырьевому потоку, ограничение использования ингибиторов коксообразования при пиролизе сырья с содержанием серы (прямогонный бензин, атмосферный газойль).

Из последних разработок следует отметить использование различных физических полей (акустических, электромагнитных) в процессе пиролиза. Эффект от действия этих полей примерно такой же, как и при использовании катализаторов.

Кроме того, не утихает интерес к плазмохимическим технологиям с использованием низкотемпературной плазмы, позволяющие проводить реакции при температурах 1000—10000 К. Основным преимуществом плазмохимических реакций является возможность использования малоценного или трудноперерабатываемого сырья. Например, при таких температурах можно легко разложить метан. На фоне быстрого роста цен на нефть данный процесс весьма перспективен.

Пиролиз древесины[править | править код]

Пиролиз — первая стадия горения древесины. Всем знакомые языки пламени на горящих дровах, сучьях в костре образуются за счёт горения не углерода самой древесины, а газов — летучих продуктов пиролиза. При пиролизе древесины (450—500 °C) образуется очень много различных веществ, наибольшие концентрации в газообразных продуктах пиролиза имеют: метиловый спирт, (поэтому метанол носит устаревшее название «древесный спирт»), уксусная кислота, ацетон, бензол, фуран и др. Нелетучие продукты неполного пиролиза — жидкие и пастообразные смолы, (см. Дёготь). Конечным продуктом полного пиролиза древесины является почти чистый углерод (содержащий в виде примесей немного оксидов калия, натрия, кальция, магния и железа) — древесный уголь.

Этот процесс используется в пиролизных котлах. Процесс газификации древесины (пиролиз) происходит в верхней камере котла (загрузочном пространстве) под действием высокой температуры и при ограниченном доступе воздуха. Образующиеся при этом процессе газы проходят через зону высоких температур, достигают короба выходного устройства и смешиваются там со вторичным воздухом.

Копчение[править | править код]

См. основную статью: Копчение

На основе процесса пиролиза древесины (чаще всего щепы ольхи) проходит копчение различных пищевых продуктов. Правильнее назвать этот процесс частичным окислением или окислительным пиролизом, так как он идёт с ограниченным доступом воздуха. Доказано, что этот способ копчения не безвреден для человеческого организма, так как при окислительном пиролизе образуются и попадают в пищу опасные канцерогены, такие как 3,4-бензпирен.

Пиролиз мусора и отходов[править | править код]

Существуют проекты уничтожения бытового мусора с помощью пиролиза. Затруднения с организацией пиролиза шин, пластмасс и других органических отходов связаны не с технологией собственно пиролиза, которая не отличается от технологии термической переработки других твёрдых материалов. Проблема состоит в том, что в большинстве отходов содержится фосфор, хлор и сера. Сера и фосфор в окисленной форме летучи и наносят вред окружающей среде. Хлор активно реагирует с органическими продуктами пиролиза с образованием стойких ядовитых соединений (например — диоксинов). Улавливание этих соединений из дыма процесс дорогостоящий и имеет свои сложности. Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. А невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью, то есть вместо гор мусора можно было бы развить новую отрасль промышленности — коммерческую переработку отходов.

Шины и полимеры представляют собой ценное сырьё, в результате их переработки методом низкотемпературного пиролиза (до 500 °C), получаются жидкие фракции углеводородов (синтетическая нефть), углеродистый остаток (технический углерод), металлокорд и горючий газ. В то же время, если сжечь 1 т шин обычным способом, то в атмосферу будет выброшено 270 кг сажи и 450 кг токсичных газов.

См. также[править | править код]

Коксование — процесс переработки (пиролиз) жидкого и твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода. При разложении топлива образуются твёрдый продукт — кокс и летучие продукты.
Пиролиз аэрозолей
Пиролитическое получение нанопорошков

ru.wikipedia.org