Топливо из пластиковых бутылок

Топливо из пластиковых бутылок

Пиролиз – это достаточно старый и детально освоенных процесс, применяющийся во многих процессах химической технологии.

Используется как для утилизации отходов, так и для получения ценных продуктов.

Пластиковые отходы, представляющие собой смесь органических соединений с высокомолекуярной структурой и различных добавок, отлично поддаются пиролизу.

На выходе можно получить:

Если отходы уже нельзя пустить на переработку, то их сжигают в пиролизных печах. В подавляющем большинстве в России такими установками оборудованы мусороперерабатывающие заводы.

Пиролизом также перерабатываются покрышки, опилки и множество других видов отходов и мусора.

Стоимость оборудования высокая и не окупается доходами от продукции, но при этом компенсируется дотациями от государства для такого рода компаний.

Тем не менее, переработка полимерных отходов пиролизом, в том числе в жидкое топливо, – тема перспективная, ее изучением и оптимизацией процесса занимаются институты во многих странах.

Как происходит процесс: основные понятия

Пиролиз – это цепочка химических реакций разложения, протекающих при высоких температурах в инертной атмосфере (без доступа кислорода). Полимеры разлагаются полностью при температурах порядка 650 °С.

В отличие от простого сжигания на воздухе, при горении не образуются газы (например, диоксин). Окружающая атмосфера не подвергается загрязнению.

Собственно сама технология разложения органики при высоких температурах применяется в промышленности с конца 19-го века. Таким способом получали горючее из нефтяной смолы, коксового угля и даже торфа.

Отходы полимеров – это ценный источник энергии. Ведь помимо экологического вопроса утилизации пластикового мусора, можно попутно добывать углеводородное сырье.

Механизм и условия протеканий реакций пиролиза полимеров

Первая стадия процесса — это нагрев сырья до температуры примерно 270-300 °С. Реакции на этой стадии протекают с большим выделением тепла. Происходит, собственно, термическая деструкция высокомолекулярного соединения. Основной продукт этого этапа — это газообразная органика и жидкие компоненты. Заканчивается процесс при 400°С.

Далее температура постепенно повышается до максимальной (зависит от вида сырья), обычно она составляет 650°С.

При достижении максимальных температурных показателей система переходит в автоклавный режим. В это время происходят процессы окончательного разложения в жидких компонентах и твердом коксовом остатке.

По завершении всех технологических операций происходит сбор всех продуктов реакций. В дальнейшем они передаются на очистку и разделение на фракции при необходимости.

Полезная информация о процессе в цифрах

Факты о пиролизной переработке пластмассовых отходов:

  1. При соблюдении правильно подобранного температурного режима можно получить до 90 % горючей жидкости на выходе с очень высокой теплотворной способностью.
  2. Переработав 1 тонну пластиковых отходов, удается собрать в среднем 10 % газообразного горючего, примерно 85% жидких компонентов и до 5% несжигаемой золы.
  3. Количество выделяющегося тепла при сжигании 2 тонн отходов пластика равно количеству тепла от 1 тонны нефти. Это очень высокий показатель.
  4. В Европейских странах реализованы проекты по строительству и эксплуатации мини ТЭЦ, в которых в качестве 50% топлива используют отходы полимеров.
  5. Регулировать состав продуктов горения можно подбором температурного режима. Если основной процесс протекает до 600°С, то на выходе превалируют жидкие компоненты. Если температура горения выше 600 °С, то преимущественно получается газ.

Технология термического разложения

Для более глубокого понимания протекающих процессов при термодеструкции необходимо ознакомиться с конструкционными особенностями печи для пиролиза. Очень упрощенно печь можно разделить на 2 части.

В первой, так называемой радиантной, протекает основной процесс горения. Пластик разлагается на газообразные, жидкие и твердые продукты. Далее во второй части, или конвекционной, продукты разложения подвергаются дегидрированию и конденсации.

Установки оснащаются резервуарами большой ёмкости для сбора жидких и газообразных материалов. В системе есть разделительная колонка (для отделения жидкости и газа) и кожухотрубный теплообменник для конденсации легколетучих компонентов.

Технологический процесс пиролиза пластиковых отходов происходит следующим образом:

  1. На первом этапе отходы проходят необходимую сортировку. Если основная задача – это получение качественных продуктов, то желательно провести разделение по видам пластика (ПЭ, ПП, ПС, ПЭТ и т.д.). Так процесс термического разложения будет стабильным, поскольку сырье максимально однородное. А готовые продукты меньше загрязнены посторонними включениями и примесями.
  2. Далее пластиковые отходы моются и измельчаются на дробилках. Подача однородной измельченной крошки позволит интенсифицировать процесс и добиться максимального КПД установки. Мойка отходов избавит от ненужных примесей. Подробнее о таком оборудовании можно почитать здесь.
  3. Дробленые куски подаются в печь. Под действием нагрева до температуры порядка 300°С масса расплавляется и становится жидкой. Далее от нее начинают отделяться газообразные продукты. Идут процессы термического разложения.
  4. Когда установка переходит в режим поддержания постоянной температуры, протекают реакции отщепления водорода (дегидрирования) газообразных продуктов.
  5. Смесь продуктов горения конденсируется на теплообменнике. Потом разделяется на фракции в газожидкостном разделителе. Жидкость поступает в накопитель и далее передается для очистки.
  6. Полученный в результате пиролиза газ проходит многоступенчатую систему фильтрации и очистки. Сначала он подается на горелку печи. Очень интересна реализация системы с двумя печами, когда нет расхода топлива для старта. Газообразная горючая смесь может подаваться для розжига от одной установки к другой.
  7. Твердые продукты пиролиза накапливаются в нижней части печи. Потом они выгружаются, брикетируются и используются как сухое топливо.
Читайте также:  Частотный преобразователь 110 квт

Конечные продукты

В основном на выходе можно получить:

  1. Пиролизный газ. Его, как правило, не собирают для дальнейшего использования. Он сразу подается на печную горелку. В составе преимущественно присутствует смесь этилена, пропилена и водорода. Таким образом, установка почти автономна по потреблению топлива. Оно может пригодиться только на старте.
  2. Горючее котельное. При очистке и ректификации жидких продуктов получается топливо, соответствующее по своему составу дизельному. По молекулярной массе и фракционному составу преимущественно присутствуют (от общей массы загрузки) до 25% масла и до 15% воска.
  3. Сухой коксовый остаток. По своим свойствам — это химически инертный материал, не представляющий угрозы здоровью и экологии. Может быть утилизирован. Есть информация по его применению в газобетонных блоках, в строительстве, подсыпке грунта и т.д.
  4. Тепло, выделяемое в процессе, идет на обогрев помещений.

Бензин из пластмассы

При пиролизе пластиковых отходов вполне реально получить бензин. Причем выход чисто бензиновой фракции может достигать до 80% от массы исходного сырья. Для сравнения степень конверсии нефти по бензину всего 55%.

Современные печи позволяют собрать с 1 кг загруженного сырья 1 литр жидких горючих компонентов. Естественно, что в чистом виде заправить автомобиль таким топливом не получится. Требуется дополнительная стадия очистки и перегонки.

Сравнительно недавно в Томском политехническом университете ученым удалось увеличить вход бензина до 90 %. Для этого были проведены работы по подбору катализатора (состав его не раскрывается), увеличению глубины вакуума и температуры в камере сгорания.

К сожалению, горючее, получаемое таким способом, даже при глубокой очистке далеко не идеально для применения. Неотгоняемые примеси выводят из строя систему подачи топлива и двигатель.

Конструкция мотора требует существенной модификации, поскольку фракционный состав пиролизного бензина существенно отличается от традиционного. Эти проблемы можно решить подбором каталитических систем. Такие фундаментальные исследования проводятся.

Как сделать топливо из отходов в домашних условиях?

Для того чтобы попытаться получить из отходов пластмассы бензин в домашних условиях, нужно максимально упростить процесс и попытаться собрать установку пиролиза.

Необходимые компоненты и последовательность действий:

  1. Огнестойкая ёмкость с крышкой, оборудованная трубкой. Трубка соединяется со вторым резервуаром для сбора конденсата.
  2. Бак конденсатора соединяется трубкой с небольшой бутылкой с плотной крышкой с еще одним патрубком. Это гидрозатвор.
  3. Мелко измельченное пластиковое сырье загружается в резервуар печи горения, ее необходимо сильно разогреть.
  4. Постепенно жидкие продукты разложения попадают в конденсатор и охлаждаются.
  5. В чистом виде топливо из пластика не пригодно. Оно нуждается в очистке. Для этого можно использовать самогонный аппарат. Разделение топлива проводится визуально по изменению цвета и вязкости.
  6. Зольный остаток можно выбросить.

Видео по теме

На видео представлен сюжет о красноярских умельцах, самостоятельно перерабатывающих пластиковые отходы в жидкое горючее:

Вывод

На основании приведенных данных можно утверждать, что пиролиз – перспективный процесс переработки пластиковых отходов. В настоящий момент он используется как метод утилизации.

Но развитие технологии и изучение фундаментальных основ процесса поможет оптимизировать его и сделать более доступным. Идеальным для российских условий вариантом была бы организация мини ТЭЦ на пластиковых отходах со сбором и очисткой продуктов пиролиза.

Значительную часть мусорных свалок составляют упаковочные материалы из пластика и полиэтилена. Особая технология переработки позволяет получать из них качественное топливо. Пиролиз пластика безопасен для экологии, возможно его осуществление в домашних условиях.

Читайте также:  Как получаются фигуры лиссажу

Технология и стадии процесса

Суть переработки отработок методом пиролиза — быстрое разложение пластических масс и переход их в новое физическое состояние. Осуществляется процесс плавления в закрытом пространстве, под действием температуры в 600 градусов, без доступа кислорода.

Стадии переработки пластика в топливо:

  • сортировка, измельчение и мойка пластиковых отходов;
  • помещение сырья в пиролизную машину;
  • плавление в жидкое, а затем в газообразное состояние;
  • очистка и охлаждение газа до состояния жидкости.

Переработка пластика в газ происходит в том же порядке, за исключением последней стадии (очистки и охлаждения). Используется полученный продукт в работе небольших ТЭЦ.

Пиролиз пластмасс в домашних условиях

В 2010 году японский изобретатель Акинори Ито создал компактную машину для переработки пластика в нефть. Чудо установка превращает 1 кг отходов в 1 л топлива без загрязнения атмосферы и при затрате всего 1 кВт электроэнергии.

Аппарат используется в промышленных масштабах, выпускаются модели для работы в домашних условиях. Доступность установки определяется ее ценой. Пока она составляет 10 тыс. американских долларов. Падение стоимости ожидается после увеличения числа выпускаемых машин.

Пиролиз пластмасс возможен в приспособлениях, сделанных своими руками. Домашние мастера подметили, что установка по перегонке полимеров схожа по конструкции и принципу работы с самогонным аппаратом.

Примерное устройство для получения синтетической нефти у себя дома выглядит так:

  1. Канистра емкостью 35 л играет роль реактора.
  2. Для равномерного нагрева, направление пламени регулируется кожухом стиральной машины ручного типа.
  3. Выход пара сквозь закрытую крышку канистры обеспечивается вваренной трубкой в просверленном отверстии. Далее пар охлаждается в змеевике с краником, для слива жидкости на конце.
  4. Для отвода попутного газа и охлаждения, используется змеевик холодильника.
  5. Затворный клапан в виде стеклянной банки с пластмассовой крышкой, в которой имеются два отверстия. Одно для ввода, второе для вывода попутного газа к горелке.

Домашний пиролиз полиэтилена в топливо начинается с закладки сырья в канистру и разведением огня под реактором. Достижение нужной температуры внутри сопровождается плавлением сырья и выделением паров.

Через трубку в горловине они выходят, попадают в змеевик холодильника, залитый водой. Охлаждаясь, превращаются в жидкость. Попутный газ удаляется через отвод в водяной затвор. Оттуда, через отводящий шланг, поступает для сжигания в горелке.

Конечные продукты пиролиза

Пластик и полиэтилен превращаются в жидкость с качествами мазута. Она используется как сырье при производстве бензина, керосина, дизельного топлива, других полезных продуктов. Помимо жидкого вещества, в установке образуется зола (твердый углеводород и соединения металлов), востребованная как печное топливо, и газ.

Пиролиз ПЭТ бутылок дает химическую смесь из пропилена, воска, масла, водорода, кокса, этилена, углекислого газа и углерода. В двигателе внутреннего сгорания эту смесь использовать нельзя, но как топливо для печей или сырье для нефтехимического производства она вполне подходит.

Пиролиз пластика в бензин возможен при наличии в установке дополнительной стадии перегонки и очистки. Ученые из Томска разработали технологию пиролиза пластиковых бутылок в синтетическое топливо для двигателей.

По словам главного конструктора агрегата, Сергея Зотова, реактор может выдавать как дизельное топливо, так и бензин разных марок. Это зависит от катализатора, участвующего в процессе. Создание первого промышленного образца планируется в ближайшее время.

Степень конверсии исходного сырья к бензиновой фракции составит 80%. Это больше, чем при переработке сырой нефти (55%). Качество пиролизного бензина, получаемого до появления новой разработки, не было идеальным.

Химический анализ показывал существенные отличия от состава традиционного бензина. Неотделимые примеси загрязняли цилиндры автомобильного мотора. Томским изобретателям удалось решить проблему.

Пиролиз полиэтилена дает 40–70 % газообразных продуктов (этилен, пропилен, иногда метан и водород) и 30–60 % масел. Применение алюмосиликатного катализатора в установке непрерывного цикла позволило получить бензиновую фракцию в количестве 80% исходного сырья.

Летучие продукты пиролиза полипропилена составляют основную часть. Твердый остаток, в виде золы, составляет не более 2% исходного сырья.

В сравнении с другими способами утилизации полистирола, полипропилена и полиэтилена, пиролиз уничтожает 99% вредящих здоровью составляющих материала. Это важно для экологии. Перспективный метод переработки пластика не находит широкого применения из-за дороговизны оборудования.

Значительную часть мусорных свалок составляют упаковочные материалы из пластика и полиэтилена. Особая технология переработки позволяет получать из них качественное топливо. Пиролиз пластика безопасен для экологии, возможно его осуществление в домашних условиях.

Читайте также:  Конопатка брусового дома своими руками

Технология и стадии процесса

Суть переработки отработок методом пиролиза — быстрое разложение пластических масс и переход их в новое физическое состояние. Осуществляется процесс плавления в закрытом пространстве, под действием температуры в 600 градусов, без доступа кислорода.

Стадии переработки пластика в топливо:

  • сортировка, измельчение и мойка пластиковых отходов;
  • помещение сырья в пиролизную машину;
  • плавление в жидкое, а затем в газообразное состояние;
  • очистка и охлаждение газа до состояния жидкости.

Переработка пластика в газ происходит в том же порядке, за исключением последней стадии (очистки и охлаждения). Используется полученный продукт в работе небольших ТЭЦ.

Пиролиз пластмасс в домашних условиях

В 2010 году японский изобретатель Акинори Ито создал компактную машину для переработки пластика в нефть. Чудо установка превращает 1 кг отходов в 1 л топлива без загрязнения атмосферы и при затрате всего 1 кВт электроэнергии.

Аппарат используется в промышленных масштабах, выпускаются модели для работы в домашних условиях. Доступность установки определяется ее ценой. Пока она составляет 10 тыс. американских долларов. Падение стоимости ожидается после увеличения числа выпускаемых машин.

Пиролиз пластмасс возможен в приспособлениях, сделанных своими руками. Домашние мастера подметили, что установка по перегонке полимеров схожа по конструкции и принципу работы с самогонным аппаратом.

Примерное устройство для получения синтетической нефти у себя дома выглядит так:

  1. Канистра емкостью 35 л играет роль реактора.
  2. Для равномерного нагрева, направление пламени регулируется кожухом стиральной машины ручного типа.
  3. Выход пара сквозь закрытую крышку канистры обеспечивается вваренной трубкой в просверленном отверстии. Далее пар охлаждается в змеевике с краником, для слива жидкости на конце.
  4. Для отвода попутного газа и охлаждения, используется змеевик холодильника.
  5. Затворный клапан в виде стеклянной банки с пластмассовой крышкой, в которой имеются два отверстия. Одно для ввода, второе для вывода попутного газа к горелке.

Домашний пиролиз полиэтилена в топливо начинается с закладки сырья в канистру и разведением огня под реактором. Достижение нужной температуры внутри сопровождается плавлением сырья и выделением паров.

Через трубку в горловине они выходят, попадают в змеевик холодильника, залитый водой. Охлаждаясь, превращаются в жидкость. Попутный газ удаляется через отвод в водяной затвор. Оттуда, через отводящий шланг, поступает для сжигания в горелке.

Конечные продукты пиролиза

Пластик и полиэтилен превращаются в жидкость с качествами мазута. Она используется как сырье при производстве бензина, керосина, дизельного топлива, других полезных продуктов. Помимо жидкого вещества, в установке образуется зола (твердый углеводород и соединения металлов), востребованная как печное топливо, и газ.

Пиролиз ПЭТ бутылок дает химическую смесь из пропилена, воска, масла, водорода, кокса, этилена, углекислого газа и углерода. В двигателе внутреннего сгорания эту смесь использовать нельзя, но как топливо для печей или сырье для нефтехимического производства она вполне подходит.

Пиролиз пластика в бензин возможен при наличии в установке дополнительной стадии перегонки и очистки. Ученые из Томска разработали технологию пиролиза пластиковых бутылок в синтетическое топливо для двигателей.

По словам главного конструктора агрегата, Сергея Зотова, реактор может выдавать как дизельное топливо, так и бензин разных марок. Это зависит от катализатора, участвующего в процессе. Создание первого промышленного образца планируется в ближайшее время.

Степень конверсии исходного сырья к бензиновой фракции составит 80%. Это больше, чем при переработке сырой нефти (55%). Качество пиролизного бензина, получаемого до появления новой разработки, не было идеальным.

Химический анализ показывал существенные отличия от состава традиционного бензина. Неотделимые примеси загрязняли цилиндры автомобильного мотора. Томским изобретателям удалось решить проблему.

Пиролиз полиэтилена дает 40–70 % газообразных продуктов (этилен, пропилен, иногда метан и водород) и 30–60 % масел. Применение алюмосиликатного катализатора в установке непрерывного цикла позволило получить бензиновую фракцию в количестве 80% исходного сырья.

Летучие продукты пиролиза полипропилена составляют основную часть. Твердый остаток, в виде золы, составляет не более 2% исходного сырья.

В сравнении с другими способами утилизации полистирола, полипропилена и полиэтилена, пиролиз уничтожает 99% вредящих здоровью составляющих материала. Это важно для экологии. Перспективный метод переработки пластика не находит широкого применения из-за дороговизны оборудования.

Ссылка на основную публикацию
Топ бюджетных наушников с микрофоном
Author: GamerPro Обновлено 10 апреля 2020 Начнем сегодняшний разговор с маленького теста. «Fire in a hall!», «Нужно больше золота!», «Милорд,...
Ток потребления стиральной машины
Каждый покупатель, желая приобрести стиральную машину (далее также – АСМ, СМ), хочет получить информацию о ее характеристиках. Зачастую пользователи обращают...
Ток светодиодов подсветки телевизора
Пока лучшими диодами подсветки в LED тв являются LATWT470RELZK, (идут с разными по полярности подложками UNI и KVAZI) Разница между...
Топ измельчителей пищевых отходов
*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит...
Adblock detector