Пиролизная печь на отработанном масле: Пиролизная печь на отработанном масле Тепламос НТ-612

Содержание

Печь на отработанном масле своими руками

Печь, использующая отработку – достаточно простое устройство, позволяющее обогревать небольшие помещения.

Отработанное масло – сильно загрязненное и плохо горящее топливо. Поэтому для полного сгорания его тяжелые составляющие необходимо разделить на легкие. Для этого, используют способ пламенного расщепления (пиролиз).

Его действие основано на использовании теплоты, выделяемой при сгорании топлива, причем сам процесс горения – саморегулирующийся и самоподдерживающийся.

Инициировать процесс пиролиза возможно двумя способами:

Первый способ – поджигают масло, находящееся в топливном баке. Его температура повышается и начинается испарение. Далее, пары масла нагреваются до температуры 300…400 градусов Цельсия и смешиваются с воздухом, поступающим через горловину резервуара. Расщепление отработки и сжигание ее легких фракций осуществляется в пиролизной камере сгорания, выполненной в виде вертикальной трубы с отверстиями для притока воздуха (нужен избыток кислорода) и расширением в верхней части, где происходит дожигание избыточного кислорода.

Чаще всего, именно этот способ используют, изготавливая печь своими руками. В общем виде, такое устройство представляет собой 2 закрытые емкости, соединенные перфорированной вертикальной трубой.

В резервуаре находится отработка, которое разлагается при недостатке кислорода, а в верхней части происходит сгорание его паров с выделением большого количества тепла. Если оснастить конструкцию вентилятором, подающим воздух в верхнюю камеру, то процесс сгорания осуществляется эффективнее, и КПД печи будет выше.

Второй способ – существуют конструкции, в которых использован способ, схожий с принципом работы дизельного двигателя. В этом случае, вместо бака с горящим маслом используется пламенная чаша и специальная горелка, позволяющая совместить в факеле пламени зоны пиролиза, сгорания и дожигания.

Принцип работы – капля масла падает на раскаленную поверхность чаши, взрывоподобно испаряется, вспыхивает и сгорает. Пиролиз в этом случае достаточно своеобразен – расщепление масла происходит не только из-за высокой температуры, но и за счет сложных физико-химических процессов, происходящих во взрывающейся капле.

Самодельные печи с капельной подачей масла встречаются крайне редко, так как их изготовление требует серьезных знаний. Кроме того, необходим опыт в изготовлении высокоточных деталей и наличие специальных материалов.

Самостоятельное изготовление

Пиролизная печь

Самая простая конструкция представляет собой 2 емкости (резервуар для отработки и камера дожигания), которые соединены между собой трубой с отверстиями по всей длине.

При этом:

  1. Резервуар (испаритель) имеет поддувало – отверстие с заслонкой, регулирующей подачу воздуха. Кроме того, он должен быть оснащен воронкой или бачком для заливки масла.
  2. В верхней крышке камеры дожигания имеется отверстие для дымовой трубы. Как можно ближе к этому отверстию установлен отсекатель, который обеспечивает правильное направление выхлопа.

Приступая к изготовлению, необходимо определить из каких материалов будут изготовлены самые ответственные детали. Как правило, составные части изготавливают из стальных листов толщиной 4 и 6 мм (возможно изготовление из кислородных, углеродных или газовых баллонов с толщиной стенки не более 1,5 см).

Определившись с основными материалами, предстоит изготовить чертежи всех деталей. Чертежи можно изготовить самостоятельно или позаимствовать в интернете, указав в поисковой строке браузера фразу “Печь на отработанном масле своими руками”

.

Разрабатывая их самостоятельно, необходимо помнить, что:

  1. Для изготовления емкостей используют стальные листы толщиной 4 мм или трубу диаметром 355 мм.
  2. Для верхней крышки верхней камеры применяют стальной лист толщиной 6 мм.
  3. По всей длине соединительной трубы должно быть предусмотрено наличие 48 отверстий диаметром 9 мм (6 рядов по 8 отверстий).

Приступая к изготовлению деталей, необходимо приготовить все необходимые материалы и инструменты, в том числе:

  1. Материалы (кроме вышеперечисленных):
    • Дымоходные трубы (внутренний диаметр 100 мм и толщина стенок 2 мм) длиной не менее 4 м.
    • Стальные уголки.
    • Емкость для топлива на 8-15 л.
  2. Инструменты:
    • Болгарка с комплектом кругов для металла.
    • Сварочный агрегат и электроды для сварки.
    • Дрель и набор сверл по металлу.
    • Напильник.
    • Уровень.
    • Рулетка.

Выполнив все подготовительные работы, приступают к изготовлению деталей и узлов конструкции. При этом, необходимо помнить, что все они должны выполняться в точном соответствии с чертежами.

Работы проводят в следующем порядке:

  1. Сначала вырезают из стальных листов все детали (стенки емкостей удобнее изготавливать из трубы) и выполняют в них все необходимые отверстия.
  2. Сваривая детали между собой, изготавливают испаритель и верхнюю камеру. Верхнюю крышку испарителя лучше сделать съемной. К стенкам бака приваривают ножки из уголка. На верхней крышке устанавливают подвижную воздушную заслонку.
  3. В трубе длиной 4 м сверлят необходимое количество отверстий и строго вертикально приваривают к отверстию диаметром 100 мм, которое имеется в верхней крышке бака. Точно также приваривают трубу к нижней крышке верхней камеры.
  4. Между верхней камерой и баком вваривают распорку из уголка, что придает конструкции дополнительную жесткость.
  5. Окрашивают изготовленную печь жаростойкой краской.

Состав краски (все ингридиенты) необходимо тщательно перемешать:

  • жидкое стекло: 500 гр.;
  • алюминиевая пудра: 200 гр.;
  • мел: 20 гр.;

Преимущества и недостатки

Достоинства:

  1. Простота конструкции и возможность изготовления в домашних условиях.
  2. Экономичность (расход топлива не более 1,5 л/час).
  3. Возможность использования любого моторного или промышленного масла.
  4. Отсутствие гари и копоти.
  5. Быстрое нагревание (до 10 мин.) и достаточно длительное остывание.
  6. Эксплуатация при сильных морозах.
  7. Отсутствие отходов при горении.

Недостатки:

  1. Не накапливает тепло (греет пока топится).
  2. Возможно прикосновение к раскаленным элементам конструкции.
  3. Небольшая тепловая мощность (не более 15 кВт).
  4. Загасить печь достаточно сложно – отработка должна выгореть до конца.
  5. Длинный дымоход (не менее 3,5 м).
  6. Масло перед использованием необходимо фильтровать и очищать.
  7. Необходимость достаточно частой чистки резервуара (через 5-6 топок).

Технические характеристики и устройство

Устройство

Существует достаточно большое количество отопительных приборов, работающих на отработанном масле. Практически все они относятся к классу простейших и не требуют сложного ухода или технического обслуживания.

Как правило, самодельные конструкции имеют следующие технические характеристики:

  1. КПД, % не менее – 75.
  2. Расход отработанного топлива, л/час – от 0,5 до 1,5.
  3. Минимальная высота дымохода (от земли), м – 4,0.
  4. Диаметр трубы дымохода, мм – 102…105.
  5. Минимальная толщина стальных стенок, мм – 4,0.

Печи, предназначенные для работы с использованием отработанного топлива, имеют достаточно простое устройство, в состав которого входят:

  1. Низкотемпературная камера сгорания, выполняющая одновременно роль бака для топлива. В ней должно быть отверстие, через которое наливают и поджигают масло. Кроме того, это отверстие используется для регулируемой подачи воздуха.
  2. Верхняя камера, в которой происходит дожигание газа.
  3. Пиролизная камера, в которой непосредственно происходит горение газо-воздушной смеси. Она выполнена в виде трубы с многочисленными отверстиями, через которые поступает воздух.

Правила эксплуатации

Эксплуатируя изготовленное изделие, необходимо обеспечить выполнение некоторых требований:

  1. Печь должна быть установлена строго горизонтально. При этом, можно предусмотреть регулируемые ножки.
  2. Не допускается установка печи в местах, где могут быть сильные сквозняки.
  3. Не допускается использование высоких подставок или крепление агрегата на стены.
  4. Уровень залитого масла не должен превышать две трети объема нижней камеры.

Правила розжига:

Само масло не горит. Поэтому после того, как топливо залито в бак:

  1. Поджигается лист бумаги или ветошь, и опускается в бак. Возможен вариант, когда в бак наливают примерно 40 грамм какой-либо горючей жидкости, которую затем, с помощью горящего фитиля, поджигают.
  2. При горении, в камере выделяется тепло и масло начинает закипать.
  3. Примерно через 10 минут, масло кипит и начинается интенсивное испарение паров. С помощью заслонки можно установить необходимый режим работы.

Печь представляет собой достаточно простое устройство, и ее обслуживание сводится к регулярной очистке внутренних поверхностей от сажи и осадка тяжелых фракций на дне нижней емкости. Чистка печи производится примерно через 5-6 топок.

Для ее очистки можно использовать проволоку или молоток, которым простукивают все стенки. Многие засыпают через трубу песок и гравий. Затем, нужно снять верхнюю крышку резервуара и удалить из него весь мусор.

Перед очисткой печи необходимо закрыть дымоход и слить масло из резервуара.

Печь представляет собой прибор с открытым огнем, поэтому, при его эксплуатации необходимо строго соблюдать необходимые требования техники безопасности.

Так, запрещается:

  1. Устанавливать печь в местах, где она может контактировать с легко воспламеняющимися предметами или горючими веществами. Минимальное расстояние от печи, на котором могут находиться какие-либо предметы, должно быть не менее 0,5 м.
  2. Оставлять печь без присмотра или под присмотром неопытных пользователей или детей.

Кроме того, существует ряд требований, предъявляемых к топливу, на котором работает печь:

  1. Печь предназначена для работы на отработке, поэтому можно использовать любое отработанное масло (моторное, индустриальное, трансмиссионное, синтетическое и пр.). Нельзя экспериментировать с топливом, используя бензин, керосин и другие легкогорючие вещества.
  2. Отработанное масло может содержать всевозможные примеси, влагу и многое другое.
    Это может спровоцировать взрыв в топливном баке, поэтому необходимо фильтровать и очищать используемое топливо. В общем случае, рекомендуется использовать отработанное масло промышленной очистки.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Печь на отработанном масле своими руками: инструкция и чертежи

Автор Татьяна На чтение 7 мин. Опубликовано

В нежилых помещениях, в которые не проведены способы обогрева, устанавливаются небольшие обогревающие установки.

Одной из таких конструкций является печь на отработанном масле своими руками. Она строится без труда. Необходимо только выбрать подходящий тип сооружения.

Типы печей

Существует два типа печей на отработке, доступные для самостоятельной постройки: буржуйки открытого типа и капельные устройства. Их объединяет тип используемого топлива и простота конструкций, которая по сути обычная пиролизная печь.

Буржуйки открытого типа

Буржуйка на отработанном масле открытого типа действуют по следующему принципу: 

  1. Необходимо залить масло в емкость, расположенную в нижней части конструкции.
  2. После топливо поджигается сквозь проем.

Так как работает печь без дозатора, контролировать подачу и горение масло в такой системе достаточно сложно. Куда легче это делать, если используется закрытая печь:

Закрытая печь подразумевается наличие крышки для перекрытия кислорода. Когда масло разгорится, отверстие закрывается крышкой. Усиление процесса горения происходит благодаря воздуху, проникающего в конструкцию через отверстия.

Преимущества буржуйки открытого типа:

  • топливом может быть машинное масло или любое твердое сырье;
  • простота конструкции;
  • компактные размеры печи на отработанном масле и низкий вес;
  • не требуется возводить фундамент, оборудовать специальную дымоходную трубу.

Недостатки буржуйки открытого типа:

  • должна иметься защита во избежание возгорания от элементов горения, которые выходят из топки;
  • при несоблюдении правил безопасности можно получить серьезные ожоги;
  • большое количество потребляемого топлива.

Лучше всего буржуйка подойдет для отопления на отработанном масле помещения непродолжительное время. Из-за невозможности быстро затушить печь на отработанном масле с наддувом, в нее заливают строго определенное количество масла.

Капельные печи

Принцип работы печи на отработанном масле немногим сложнее, чем у буржуек:

Масло из баллона поступает в чашу по каплям. Сама чаша раскалена до высокой температуры, из-за чего в момент соприкосновения масла с поверхностью топливо моментально испаряется и сгорает. Капельная печь считается более безопасной из-за возможности дозирования поступающего топлива. Наддув воздуха осуществляется при помощи вентилятора.

Капельные печи имеют следующие достоинства:

  • компактные габариты;
  • эффективность отопления в течение долгого времени;
  • подача топлива осуществляется автоматически из баллона.

Капельные печи имеют следующие недостатки:

  • обеспечить достаточную очистку отработанного топлива перед использованием в качестве топлива для печи;
  • организация подачи топлива по каплям;
  • проблемы с топливным насосом, когда нет возможности регулирования производительности устройства.

Особенности самодельного оборудования

Оба типа печей на отработавшем масле, построенные своими руками, имеют серьезные недостатки (рассмотренные выше). По этим причинам такие средства обогрева редко используются в жилых помещениях, но мини печь на отработанном масле можно часто встретить в гаражах, теплицах, постройках для содержания скота и в любом другом месте, где отсутствуют горючие материалы.

Основные чертежи и общие схемы по строительству печей нередко дорабатываются при помощи водяных рубашек и водогрейных змеевиков. В итоге получается система водяного отопления на отработанном масле, дешевая в обслуживании.

Но возможны такие доработки только в случае автоматического поступления масла, иначе контролировать функционирование системы будет невозможно.

Как сделать печь своими руками

Изготовление печи на отработке возможно самостоятельно, для чего потребуется сделать чертеж. Взять его можно из интернета или создать лично с нуля.

К использованию рекомендуются готовые чертежи, ведь такая схема печи на отработанном масле не имеет ошибок, которые можно допустить при самостоятельно черчении.

Чертежи и схемы

При самостоятельном создании печи на отработанном масле, воспользуемся следующими проверенными чертежами и схемами:

Или можно взять одним из представленных ниже:

Необходимые инструменты

При строительстве печи на отработанном масле своими руками потребуются следующие инструменты:

  • болгарка;
  • дрель;
  • рулетка;
  • сварочный аппарат;
  • шлифовальный круг.

Дополнительно потребуется растворитель и краска, которой будет покрыта построенная печь на отработанном масле своими руками.

Этапы монтажа

Сама процедура создания печи заключена в следующих этапах:

  1. Подготовка заготовок согласно чертежу. Места среза обрабатываются, чтобы убрать заусенцы.
  2. Соединение деталей нижнего бака. Для изготовления дна используется листовой металл, который приваривается к корпусу, в качестве чего используется труба, при помощи уголков или обрезков от трубы.
  1. Сверлятся отверстия в верхнем отрезке трубы (минимум 10 сантиметровой).
  2. Крышки нижнего банка соединяются при помощи сварки.
  3. Устанавливается заслонка, перекрывающая подачу кислорода в нижний бак. Для крепления используется простая заклепка.
  1. Соединяются детали верхнего бака.
  2. Приваривается труба с просверленными отверстиями к крышке верхней камеры. Также устанавливается перегородка, которая предотвратит выход пламени за пределы печи и увеличит эффективность нагрева.
  3. Крышка с дымоотводящей трубой приваривается к верхней камере.
  4. Для увеличения жесткости к верхней камере приваривается перфорированная труба. Для аналогичного результата могут быть добавлены стяжки между крышкой нижнего бака и камерой сверху.
  5. Верхняя часть печи надевается на нижний бак.
  6. Зачищаются все сварные швы, удаляется ржавчина.
  7. Очищенная построенная печка покрывается кремнийорганической краской. Она позволит увеличить эксплуатационный срок.
  8. Присоединение печи к дымоходу, высота которого должна превышать четыре метра для улучшения тяги.
  1. При необходимости подключения водяного контура к печи необходимо подсоединить его к верхней камере. Подсоединение напрямую не является безопасным вариантом. Чтобы исключить вероятность выплеска нагретого масла, рекомендуется использовать отдельный бак.

Специальный бак изготавливается любой формы, но обязательно должен соответствовать одному нюансу – прилегать к верхней камере, иначе часть тепла будет расходоваться впустую. Банк должен быть оборудован двумя штуцерами: для нагретой воды (сверху) и для остывшей обратки (снизу). На выходе из бака должны иметься приборы для отслеживания температуры и давления.

Правильная эксплуатации

После постройки печи, нужно правильно и грамотно ее эксплуатировать.

Розжиг

Проблема эксплуатации печи возникают при наступлении холодного сезона. Зимой пары масла не смогут гореть, так как возможно это только при достаточном нагревании. Из-за этого приходится использовать сторонние жидкости в качестве розжига (бензин, спирт). Розжиг наливают тонким слоем на масло, после чего поджигают.

Нагревание начнется после прогревания верхнего слоя масла. Тогда печь начнет функционировать в стандартном режиме. После этого можно открыть вентиль на шланге, через который будет подаваться масло в печь. Чтобы остановить подачу топлива потребуется только перекрыть вентиль.

Очистка

Чтобы очистить печь от образовавшегося при эксплуатации нагара, необходимо использовать металлические ерши или мелкий гравий. При использовании второго варианта камни закидываются в дымовую трубу. Совершая путь до топочной камеры через дымоход, камень отобьет скопившуюся сажу. Гравий и сажа попадают в поддон.

Если правильно эксплуатировать печь, то она сможет прослужить продолжительный срок. Использовать такие способы обогрева в жилом доме не рекомендуется из-за выделяемого запаха, о чем говорят отзывы.

Техника безопасности

Печь на отработанном масле является источником высокой вероятности возгорания. Особенно опасными являются открытие поверхности, нагреваемые до крайне высоких температур.

При эксплуатации необходимо соблюдать технику безопасности:

  1. В камеру сгорания не должна попадать любая жидкость.
  2. В комнате, где установлена печка на отработанном масле, должен иметься огнетушитель. В интернете есть большое количество видео, где показаны последствия тушения масла водой.
  3. В месте установки не должно иметься сквозняков. Порыв ветра может стать причиной выноса пламени через трубу.
  4. Диаметр должен превышать 100 мм.
  5. Любые другие деревянные поверхности близ печки на отработанном масле должны также быть обшиты негорючим материалом.
  6. Нельзя заливать масло в раскаленную печь.
  7. Пол под печью должен изготавливаться из несгораемых материалов. Если полы деревянные, то на них можно обшить металлом.
  8. Рядом с печью не должны складироваться горючие и сгораемые материалы. Поэтому отработанное масло должно храниться отдельно.

Если попытаться потушить печь для гаража на отработанном масле водой, то это приведет только к увеличению площади горения. Устранять очаг можно только при помощи порошкового или химического огнетушителя.

Самодельные печи является отличным прибором для отопления, на который не требуется тратить больших средств. Для лучшего распределения тепла в помещении, к печи подключается водяная система. Для безопасного использования печки на отработанном масле необходимо следовать правилам эксплуатации.

Видео: печь на отработке.

Печи на отработанном масле Тепламос: от Т-603 к НТ

В августе 2011 года наша компания объявила о старте продаж печи на отработанном масле Тепламос НТ. Данные модели пришли на смену успешной и хорошо продаваемой модели Тепламос Т-603 и, по сути, являются ее продолжением.

В этой обзорной статье мы расскажем об основных отличиях печи на отработанном масле новой серии НТ от старой версии Т-603.

Если говорить исключительно об отличиях и обновлениях, то самый важное и главное отличие новых обогревателей на отработанном масле - это используемый метод сжигания топлива. В печи на отработке Т-603 использовался широко распространенный и применяемый почти всеми иностранными и отечественными производителями капельно-испарительный метод.

Суть метода проста и эффективна. Для пуска обогревателя сначала необходимо было немного налить диз.топлива на чугунную тарелку, находящуюся внутри отопителя, и поджечь его для того, чтобы тарелка раскалилась. Это гарантировало дальнейшее воспламенение топлива.
Далее, при помощи регулятора подачи топлива необходимо начать подачу масла на предварительно раскаленную тарелку, на которой и происходило сгорание отработанного масла и выделение тепла. Вентилятор, который установлен позади теплообменника, автоматически включался, и обдувал теплообменник с внешней стороны, тем самым происходит теплообмен. Подогретый теплый воздух поступал в помещение, отработанные холодные газы выходили через дымоход, на улицу.


Печь на отработке Тепламос НТ имеет совершенно иной принцип сжигания - пиролизный. Этот новый метод для рынка неавтоматических печей впервые применен в промышленном производстве!

Суть метода в следующем: Снять верхнюю крышку отопителя и камеры сгорания, добавить внутрь теплообменника 100-200 грамм отработанного масла и осуществить поджиг, при помощи смоченной в диз.топливе и подожженной тряпки или ветоши. Далее необходимо включить всего две клавиши: сеть и подача топлива. Топливо, при помощи блока подачи топлива начинает поступать в предварительно разогретую пиролизную чашу сгорания, которая находится на дне камеры сгорания. По мере нагрева камеры сгорания и пиролизной чаши (до 10 минут), горение в пиролизной чаще прекращается и начинается выделение пиролизного газа, который сгорает в струях воздуха, поступающего по воздуховоду крышки камеры сгорания. При горении пиролизного газа выделяется тепло, которое снимается с камеры сгорания при помощи вентилятора (модели НТ-602, НТ-603, НТ-605). У модели НТ-612 тепло передается в помещение за счет естественной конвекции.

Пиролизный метод сжигания отработанных масел достигается за счет особой конструкции камеры сгорания и специально сконструированной крышки камеры сгорания с воздухоподающей трубой. Сверху крышки расположено отверстие большого диаметра для естественной подачи воздуха внутрь, а по всему телу воздухопадающей трубки, в определенном порядке высверлено множество небольших отверстий, необходимых для выделения пиролизных газов. Новая конструкция и новый принцип сжигания позволяет иметь более высокий КПД, чем у своего предшественника, а также обеспечивает более полное сгорание отработки масла.

Так как при работе оборудования применяются принципиально разные технологии сжигания отработанных масел, то и камера сгорания и теплообменник существенно различаются.

Камера сгорания печи на отработке Тепламос Т-603 состояла из следующих компонентов: сама камера сгорания, с установленной в нее тарелкой для сжигания отработанных масел, а также верхним кольцом и цилиндром-дожигателем. Их картинки расположены ниже.
 
Камера сгорания печи на отработанном масле Тепламос НТ пиролизного типа, за счет применения нового принципа сжигания отработанных масел, не требует такого большого количества разных элементов в камере сгорания. Она состоит из камеры сгорания, пиролизной чаши и воздухопадающей трубки с отверстиями. Их картинки также расположены ниже.
 
Раз уж мы упомянули о тарелках, то очень важным отличием является тарелка, на которой происходит сжигание отработки.
 
У печи на отработанном масле Тепламос Т-603 использовалась чугунная тарелка большого диаметра. Вес такой тарелки - 6 кг.
Бывали случаи, когда чугунная тарелка от высоких температур или от неаккуратного использования выходила из строя.
Обновленная тарелка у печей на отработке Тепламос НТ выполнена из нержавеющей стали, что существенно продлит срок службы этой важной запасной части. Пиролизная чаша имеет более высокие борта, в отличие от чугунной тарелки Т-603.Также, из-за пиролизного типа сжигания масел, диаметр тарелки в 4 раза меньше, чем у чугунной тарелки Т-603. Вес обновленной тарелки из нержавеющей стали - меньше 1 кг.
 
И у чугунной тарелки, и у пиролизной чаши из нержавеющей стали предусмотрена скоба, за которую при помощи кочерги с длинной ручкой ее можно поддеть и вытащить из камеры сгорания, например для проведения технического обслуживания. Кстати, кочерги тоже различаются.
Трость, которая поставлялась с обогревателем Т-603 более длинная, и имеет на своем конце совок, для очистки тарелки от несгоревшего отработанного масла.
У печей НТ трость гораздо компактнее, и не имеет на конце совка.

Важное обновление заключается в модернизации электродвигателя насоса подачи отработанного масла.
В старых обогревателях применялся стандартный электродвигатель. В обновленных обогревателях, электродвигатель доработан и стал более сбалансированным и плавным в работе. Кстати, на новых аппаратах НТ установлен цифровой счетчик, который будет показывать то количество отработанного масла, которое вы сожгли в печи. Счетчик расхода топлива у печи на отработке Т-603 не был предусмотрен из-за конструктивных особенностей аппарата.

Если говорить о мощности, то печь на отработанном масле Тепламос Т-603 имела один диапазон мощности: от 20 до 35 квт/час.
Обновленный модельный ряд печей на отработанном масле имеет уже 4 модели: НТ-612, с тепловой мощностью от 5 до 15 квт/час; НТ-602, с тепловой мощностью от 5 до 20 квт/час; НТ-603, с тепловой мощностью 16-30 квт/час и НТ-605 с тепловой мощностью 35-50 квт/час.

За счет этих изменений обновленный ряд печей Тепламос имеет гораздо меньшие габаритные размеры и вес.
Для примера сравним Т-603 и ее одноклассника в новом модельном ряду Тепламос - НТ- 603.

Напомним, что обе модели имеют мощность около 30 квт/час.
Габариты Т-603 (ДхШхВ, мм): 930x640x1190. Вес 97 кг.
Габариты НТ-603(ДхШхВ, мм):490х620х850. Вес 40 кг.

Разница видна невооруженным взглядом.

Надеемся, что на смену печи на отработанном масле Тепламос Т-603 пришли действительно более современные и серьезные модели, которые будут радовать своих покупателей простотой в работе и обслуживании, а также заметной эффективностью.

Никакая часть этой статьи не может быть воспроизведена в какой-либо форме и какими-либо средствами, будь то электронные или механические, и опубликована в Интернете если на это нет письменного разрешения владельца авторских прав. © ТермоАльянс, 2011.

Полуавтоматическая пиролизная печь на отработанном масле Тепламос НТ-605 в Новосибирске (Котлы жидкотопливные)

Полуавтоматическая пиролизная печь на отработанном масле Тепламос НТ-605+ осевой вентилятор + Тколено

Тепловая мощность, кВт: 45-50
Тепловая мощность, мин., ккал/час: 0,0406
Тепловая мощность, макс., ккал/час: 0,0581
Температура воздуха на выходе, °С: 50-80
Диаметр выходного отверстия / дымохода, мм: 130
Потребление топлива, л (кг)/час, min-max: 3,6-5,0
Производительность вентилятора, м3/час: 4000
Потребляемая мощность, Вт: 200
Напряжение питания, В: 220
Объем бака, л: 75
Вид топлива: Дизельное топливо, отработанное масло
Габариты (в упаковке), см: 135х60х100
Вес (в упаковке), кг: 100
Габариты (без упаковки), см: 135х60х100
Вес (без упаковки), кг: 97

Отличительными особенностями печей серии НТ компании ЗАО «Беламос» является:
- Использование в качестве топлива отработанных маслопродуктов, (например машинное масло).
- Благодаря конструкции пиролизной камеры сгорания — повышенный КПД (по сравнению с российскими и зарубежными аналогами)
- Печи серии НТ сконструированы и производятся с учетом опыта эксплуатации в российских условиях.

Основные технические преимущества печей серии НТ :
Надежность и простота конструкции:

- Печи очень надежны и просты в эксплуатации.
- При монтаже требуется только установка трубы дымохода.
- Конструкция печи разработана с учетом российского опыта эксплуатации
Безопасность работы:
- Температура кожуха меньше 45°С
- Защита от перелива топлива и перегрева обеспечивают безопасную эксплуатацию печи
- Сгорание топлива происходит без запаха и дыма
Удобство эксплуатации:
- Топливный бак входит в комплектацию печи и рассчитан на 14-25 часов работы
- Печи этой серии имеет плавную и точную регулировку мощности
- Дополнительной фильтрации или подогрева топлива не требуется
- Конструкция печи позволяет легко производить чистку и обслуживание
- После 10-12 часов непрерывной работы в максимальном режиме требуется только очистка тарелки камеры от продуктов сгорания
Традиционно, наиболее популярной областью применения печей серии НТ является:
- обогрев рабочих помещений автосервисов и складов;
- обогрев гаражей;
- обогрев цехов, механических мастерских, ферм, теплиц.
Печи НТ ТЕПЛАМОС имеют все необходимые сертификаты и разрешительные документы Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Госстандарт), Санитарно-эпидемиологической службы РФ, а также сертификаты соответствия противопожарной защиты в строительстве «Fire-control»
Сделано в России

Пиролизный котел на отработанном масле

котел на отработке/

котел на отработке/Воздуховод в пиролизной камере.cdw

котел на отработке/воздуховод в горелке горизонтальный.m3d

котел на отработке/воздуховод в горелке.m3d

котел на отработке/Воздуховод в пиролизной камере горизонтальный участок.cdw

котел на отработке/воздуховод к подогревателю d57.m3d

котел на отработке/вход-выход воды d57.m3d

котел на отработке/Дымовые трубки в сборе.a3d

котел на отработке/Дымоход d133.m3d

котел на отработке/Дымоход.cdw

котел на отработке/Корпус (труба внешняя).cdw

котел на отработке/Котёл на отработке.a3d

котел на отработке/Котёл на отработке.jpg

котел на отработке/Котел на отработке в сборе.cdw

котел на отработке/Крышка котла верхняя.cdw

котел на отработке/Крышка котла нижняя.cdw

котел на отработке/Крышка котла нижняя.m3d

котел на отработке/Крышка котла.m3d

котел на отработке/Крышка пиролизной камеры.cdw

котел на отработке/Крышка пиролизной камеры.m3d

котел на отработке/Отвод d140.m3d

котел на отработке/Отвод.m3d

котел на отработке/Подогреватель воздуха.cdw

котел на отработке/стенка боковая топки.m3d

котел на отработке/стенка верхняя топки.m3d

котел на отработке/стенка нижняя топки.m3d

котел на отработке/Стенка топки боковая.cdw

котел на отработке/Стенка топки верхняя.cdw

котел на отработке/Стенка топки нижняя.cdw

котел на отработке/Труба в котле.cdw

котел на отработке/Труба внешняя.m3d

котел на отработке/Труба внутренняя (Пиролизная камера).cdw

котел на отработке/Труба внутренняя.m3d

котел на отработке/Труба подогревателя воздуха.m3d

котел на отработке/Трубка дымовая внутренняя d57.m3d

котел на отработке/Фрагмент.frw

Пиролизная печь своими руками - чертежи, видео и схема сборки

В этом уроке мы поговорим о том как самостоятельно, в домашних условиях сделать пиролизную печь длительного горения своими руками работающую на отработанном масле. Принцип работы такой печи заключается в том, что помимо сжигания основного топлива, в нашем случае масла, в ней происходит горение и самих газов, в результате чего обеспечивается достаточно высокий уровень теплообмена и практически бездымная работа.

Основные преимущества пиролизной печи

    1. Экономичный расход топлива

Если вы автолюбитель то наверняка 1 или 2 раза за сезон меняете масло в своем автомобиле, уверен, что раньше отработанное масло вами сливалось в ёмкость, после чего просто выбрасывалось, как не нужное сырье. Теперь же оно будет является основным источником топлива для пиролезной печи. Если его количества не будет хватать, то всегда можно договориться со знакомыми, соседями по гаражу или просто заехать в ближайший автосервис, и попросить отработанное моторное масло в дар или за символическую плату.

    1. Отсутствие дыма

Вторым существенным преимуществом пиролизной печи является практически полное отсутствие дыма. Да – да вы не ослышались, из вытяжной трубы такой печки не валит черная копоть, как в прочем и сама печь при работе не выделяет никаких вредных паров, газов и прочего!

    1. Высокая теплоотдача

КПД от работы может достигать практически 80%, при этом теплоотдача находится на таком уровне, что даже без установки дополнительных радиаторов и без подводки труб с водой, хорошо вентилируемое и слабо утепленное помещение площадью примерно 42 кв.метра разогревается до такой степени, что в нем становится очень жарко.

    1. Простота в использовании

Сложностей и хитростей при использовании таких печей абсолютно ни каких не возникает, все довольно просто. Наливай масло и регулируй мощность, силу горения до нужного уровня. Причем сам процесс регулировки сводится к открытию или закрытию крышки поддувала над заливочным отверстием.

Если необходима высокая мощность и большее количество тепла, то просто открываем крышку на полную, тем самым увеличивая приток воздуха, при такой работе возможен разогрев до 800 – 900 градусов. То же самое, если необходимо уменьшить мощность, просто закрываем поддувало на нужный уровень.

Основные характеристики

  1. Размеры – 72 х 55 х 38 см;
  2. Вес — 25 кг;
  3. Диаметр вытяжной трубы — не менее 110 мм;
  4. Расход масла: 0,5 – 1,5 л/час в зависимости от желаемой мощности

Чертежи пиролизной печи на отработанном масле для сборки своими руками

Дополнительно к печке:

В – обычная стальная трубка приваренная к корпусу для придания конструкции большей устойчивости.

А – та самая крышка, поддувало, для регуляции мощности и интенсивности горения, о ней мы уже упоминали выше. Служит также для заливки в печь масла.

Конструкция должна быть выполнена таким образом, что бы крышка плотно прилегала к корпусу, не оставляя между ним зазоров, при этом она должна свободно и хорошо отодвигаться в сторону. Соответственно чем больше открыто отверстие, тем больше поступает воздуха в печь, тем самым увеличивается её мощность, теплоотдача и как следствие расход масла.

С – Верхний блок, он является самым горячим местом в нашей печи, если делать печь с водяной рубашкой, то можно спокойно подключать к ней радиаторы отопления или теплые водяные полы. Также на верхнем блоке можно легко кипятить воду и использовать его в качестве плитки для приготовления пищи.

Сразу стоит отметить, что из-за того что данный участок практически постоянно подвергается воздействию высоких температур, со временем (2-3 года) он может прогореть. Поэтому мы рекомендуем сделать его из более толстой, огнеупорной стали.

Верхний блок №1 надевается на нижний таким образом, чтобы не оставалось зазоров. После чего происходит монтаж дымохода, абсолютно не важно каким образом он будет проложен внутри помещения, главное, чтобы с наружи он располагался на высоте более 4-х метров, при этом его конец должен быть направлен строго вертикально. Таким образом, мы избежим попадание лишнего воздуха, ветра в трубу.

Нижний блок №2 Можно сделать из более тонкой стали, так как он не подвергается воздействию экстремальных температур. После сварки обязательно проверьте его на течь, заполнив на 10 — 20 минут водой и убедитесь, что она не вытекает. В дальнейшем, как вы уже наверно догадались, это позволит избежать протекания масла.

Трубка с отверстиями

Именно в ней происходит догорание паров кипящего масла. Если более детально разобрать её конструкцию, то диаметр отверстий должен составлять примерно 8-10% от ширины самой трубы, а её высота может варьироваться от 300 до 400 мм. Если вы решили сделать печь больших размеров, чем описанная в данной статье, тогда рекомендуем вам также пропорционально увеличивать размер всех деталей.

Покраска

Красить конструкцию или нет, каждый решает самостоятельно, лично я никогда этим не занимался, но если у вас есть такое желание, то конечно же стоит использовать огнеупорную краску.

Розжиг

Пришло время проверить нашу пиролизную печь собранную своими руками в действии, для этого заливаем через крышку в нижнем блоке несколько литров масла, после чего сверху заливается небольшой объем печной растопки, в отверстие засовывается тряпка, хорошо пропитанная этой же растопкой. Торчащий кусочек тряпки поджигается.  По мере разгорания, подливаем масло небольшими порциями.

Иногда, особенно при первом запуске, из дымохода может вырываться копоть или черный дым, это связанно с тем что топливо не успевает должным образом выгорать в камере сгорания и его остатки выходят наружу. Проблема устраняется путем регулировки подачи воздуха.

Чертеж пиролизной печи с водяной рубашкой

Как говорилось выше, такую установку можно использовать для нагрева воды, радиаторов отопления или теплых водяных полов, для этого на её верхнюю часть наваривается дополнительную емкость, схематично это выглядит следующим образом:

Стоит отметить, что такая конструкция легко может нагревать и пропускать через себя от 120 до 140 литров воды. При использовании такой установки можно полностью отказаться от водяного котла отопления.

Для многих наших читателей, в связи с отсутствием навыка и рабочего материала, является проблемой изготовить печь круглой формы, поэтому специально для них мы дополнили нашу статью чертежом квадратной пиролизной печи длительного горения.


Чертёж квадратной пиролизной печи длительно горения

Несколько фотографий готовых и установленных конструкции

Так же для повышения КПД и обогрева нескольких или одного очень большого помещения можно установить обдув на верхний блок:

Применяемое топливо

Для данного вида печи разрешено применять: все виды нефтяных масел, а так же мазут. Ни в коем случае не стоит заправлять пиролизную печь легко воспламеняющими жидкостями, например бензином, спиртом, ацетоном и т.п.

Место установки.

Выбор места установки, является ключевым фактором по технике безопасности, что в дальнейшем сможет уберечь ваше помещение от пожара. Ни в коем случае не устанавливайте её в продуваемых ветряных местах, вблизи легко воспламеняемых предметов, над шкафом или полкой, во избежание падения вещей на печь. Рекомендуем так же оставить свободное пространство примерно по полметра с каждой стороны. На всякий случай в помещении должна быть емкость с песком или огнетушитель для оперативного тушения возгорания.

Техническое обслуживание

Важно заметить, что при длительном и активном использовании, в нижней части печки образуется кокс и нагар, который нужно своевременно удалять. Для этого либо на остановленной пиролизной печи, либо работающей с минимальным количеством топлива, нужно через отверстие подачи воздуха, скребком, кочергой или иным приспособлением аккуратно удалить отходы.

Ну и напоследок хотим еще раз предостеречь и напомнить вам, что если в отработанное масло попадет вода, наша пиролизная печь сделанная своими руками начнет “стрелять”, что приведет к выбросу большого количества искр, которые как следствие могут стать причиной возгорания.

Поэтому четко следите за этим моментом, если масло у вас хранится в большой емкости, то для подстраховки рекомендуем брать его с верху, т.к. на дне обычно скапливается более тяжелая вода.

Видео о том как самостоятельно сделать пиролизную печь

[Всего:    Средний:  /5]

ПЕЧИ и КОТЛЫ НА ОТРАБОТКЕ. Печи отопительные, дровяные, банные, мангалы Котлы дизельные, газовые, твердотопливные.

  Наличие котлов и печей на отработке в Москве и Петербурге уточняйте! 

  В настоящее время, время - постоянно растущих тарифов и цен, наша компания работает в области альтернативной энергетики - это системы отопления на отработанных маслах (теплогенераторыпечи, котлы) и твердых сгораемых отходах.
Зная цены на солярку, электричество, дрова и уголь, а также трудозатраты на последние два вида топлива и учитывая калорийность отработанного масла становится очевидна экономическая выгода отопления отработкой.
   ЗАКУПКА И ПРОДАЖА ОТРАБОТАННОГО МАСЛА (отработки). Жми!

Вы можете купить необходимый оъём отработки масла и заказать доставку масловозом в любой пункт Москвы и Подмосковья.
 Наши специалисты помогут подобрать, купить и установить необходимое оборудование (обогреватели) на отработанном масле  КОТЛЫ,   ТЕПЛОВЫЕ ПУШКИ,   ПЕЧИ.  Несомненное достоинство пиролизных печи или котла на масле данной конструкции, это простота в обслуживании, способность работать на не очищенной отработке и отсутствие горелки на отработаном масле, которая очень требовательна к качеству топлива, часто засоряется (приходится чистить форсунку и заново настраивать горелку самому или вызывать инженера - три раза вызвал, денег отдал, как за новую!!!), не нужен компрессор для работы горелки, а это ещё деньги плюс шум и грохот, ну и цена вопроса - стоимость комплекта хорошего импортного производства - горелка плюс котёл для горелки на отработке (не путать с котлами для дров с возможностью установки газовой горелки, куда пихают самопальную или китайскую горелку на один сезон и стенка котла прогорает за пару месяцев) раза в три, четыре дороже чем наши котлы, а лапшу с ушей о надежности и всеядности горелок на масле, которую вешают продавцы, помогут Вам снять счастливые владельцы этих горелок, пусть даже самых дорогих и качественных!!!  Цена автоматических масляных водогрейных котлов и воздухонагревателей - печек, тепловых пушек, теплогенераторов, калориферов на отработанном масле, печном топливе, мазуте, отработке зависит от модели, комплектации, класса, массы и мощности оборудования  ВИДЕО.  
 Монтаж систем отопления (стоимость).  Дымоходы. Недорого кладем и ремонтируем каменные печи, камины, барбекю.  Торг уместен!  Оптимальные цены!
 

 Отопление отработанным маслом (отработкой) производственных помещений, цеха. Монтаж, автоматического котла на масле (отработке)мазутепечном топливе, нефтешламах с водяным контуром в котельной оборудованной в контейнере. Видео. Покупаем и продаем б\у котлы на отработке масла.

 У водогрейного котла на масляной отработке ТеплоТерм при соблюдении правил эксплуатации и правильной настройке (баланс воздух - топливо) топливо - отработанное машинное масло, печное топливо, мазут сгорает полностью без копоти и сажи, разлагаясь на углекислый газ и воду - Видео. 

 Каменная печь - камин с встроенным теплообменником (водяным контуром) и системой радиаторов, также в систему встроен электрический ТЭН с регулятором для отопления ночью.

 Отопление дома и гаража - Видео.

  Печь универсальная на твердом и жидком топливе - пелеты, дрова, отработкауголь, печное масло, декорированная (ковка) для грильного домика, беседки, летней кухни. Видео.

 Отопление загородного дома (дачи - площадь около 120 кв. метров) котлом на масле (отработке, мазуте, печном масле) Тепло Терм с водяным контуром, поддержкой установленной температуры в системе и автоматической подачей отработанного масла в камеру сгорания, мощностью 15 киловатт. Не дорогие, простые, экономичные и очень надёжные (двойной оборот горящих паров масла через теплообменник оригинальной конструкции (в отличии от прямоточных котлов - например котлы Эком и ГеККОН) поволяет оборудованию работать с высоким КПД - 87 % и существенно на 18 - 25% (зависит от режима работы отопителя) уменьшает расход топлива - масла) котлы на отработке (отработанном масле), отопители российского производства - Видео. 

 Работа водогрейного котла российского производства на отработанном машинном масле, мазуте, печном топливе, отработке 18 - 55 квт.      Отопление автосервиса СТО.  Видео на термопортале.

 Воздухогрейное оборудование - масляные тепловые пушки, теплогенераторы на  мазуте, отработке, печном топливе, отработанном моторном масле мощностью 10 кВт,  25 кВт,  35 кВт, 55кВт, 75кВт для отопления автосервиса, теплицы, склада, цеха, СТО и других помещений площадью от 35 кв. м. до 985 квадратных метров - Видео.

 Отопление строительных склада и вагончиков пиролизным котлом на отработанных маслах (отработке), мазуте - Видео.

 Котлы водогрейные с автоматикой (термостатом) двухоборотные (экономичные КПД - 87%), разной мощности на отработанном масле (отработке), печном топливе темном и светлом, мазуте для отопления производства, загородной дачи, складаавтомойки, частного дома, теплицы, гаража, цеха, коттеджа, СТО, автомастерских не убиваемые, простые в эксплуатации и обслуживании!

 Производство Россия - Видео.

 Не дорогие, надёжные отопители - масляные печи, теплогенераторы, котлы, тепловые пушки на отработаном масле, печном топливе, отработке, нефтешламмах, мазуте с блоком автоматики и маслонасосом.

 Отопление отработкой - водогрейные котлы с радиаторами, воздушное - тепловые пушки, инфракрасное - пиролизные печи для помещений различного назначения - Видео.

 Чистка и обслуживание автоматического пиролизного котла на отработке индустриального моторного масла, мазуте, нефтешламах, печном топливе. Видео.

 Автоматические котлы с горелками на отработаных маслах, печном топливе ТеплоТерм серия GMB-T от 15 до 97 кВт.

Автоматические котлы с горелкой на отработаных маслах ТеплоТерм серия GMB-T от 15 до 95 кВт.

 

 

 

 

   Стоимость котла, печи, теплогенератора (тепловой пушки) на отработанном масле (отработке масла) и наличие на складе в  Москва и Московской области, Санкт-Петербург, СПб (Питере) и Ленинградской области, Тамбов, Набережные Челны, Химки, Елец, Междуреченск, Ростов-на-Дону, Новотроицк, Орск, Ставрополь, Владивосток, Шахты, Саранск, Новочеркасск, Владикавказ, Киров, Чита, Барнаул, Тюмень, Королёв, Старый Оскол, Вологда, Комсомольск-на-Амуре, Петрозаводск, Грозный, Березники, Ульяновск, Рубцовск, Находка, Ковров, Якутск, Арзамас, Каменск-Уральский, Астрахань, Обнинск, Южно-Сахалинск, Тобольск, Северодвинск, Ачинск, Коломна, Одинцово, Новокузнецк, Махачкала, Рыбинск, Волгодонск, Глазов, Великие Луки, Пятигорск, Невинномысск, Улан-Удэ, Великий Новгород, Ярославль, Ногинск, Екатеринбур, Ленинск-Кузнецкий, Черкесск, Дербент, Нижний Новгород, Дзержинске, Альметьевск, Сыктывкар, Томск, Железнодорожный, Муром, Новороссийск, Первоуральск, Хасавюрт, Копейск, Кемерово, Тольятти, Новый Уренгой, ЩелковоМагадан, Сочи, Кисловодск, Уссурийск, Нефтеюганск, Салават, Махачкала, Нефтекамск, Ангарск, Омск, Прокопьевск, Таганрог, Мытищи, Бийск, Абакан, Балаково, Курган, Канск, Архангельск, Краснодар, Новокуйбышевск, Саратов, Ухта, Армавир, Волгоград, Серпухов, Орехово-Зуево, Хабаровск, Ноябрьск, Электросталь, Рязань, Самара, Воронеж, Благовещенск, Оренбург, Псков, Жуковский, Кызыл, Сергиев Посад, Красноярск, Пермь, Люберцы, Молдавии уточняйте.

 Наши специалисты помогут Вам выбрать и купить автоматический водогрейный котел, масляную пиролизную печь на отработке, калорифер, тепловую пушку или воздухогрейный теплогенератор на мазуте, печном топливе, отработанном масле и нефтешламах российского роизводства Ставпечь (КДО, STV, ГНОМ, КДГ SVterm) Ставрополь и НУР (МП ИП Лутфуллин Р) Башкортостан - класс эконом, ТеплоТерм Москва - класс стандарт по цене производителей, а  окажут помощь при выборе и монтаже системы отопления - радиаторов, бойлера, регистров, теплых полов, обвязке, установке и пуско-наладке котла или печи на масле (отработке), установят дымоход и дадут рекомендации по правильной эксплуатации оборудования на моторном масле, а также порекомендуют наиболее удачные, надежные и экономичные котлы на магистральном и сжиженном газе, котлы на твердом топливе и солярке, насосы, радиаторы, электрические, дымоходы и т. д., банные печи

 Печи для комерческой бани или сауны изготовление на заказ. Дровяные отопительные, отопительно-варочные печи для дачи, бытовки, гаража. Печи, котлы длительного горения на твердом топливе. Каменные печи, камины, барбекю. Автоматические обогреватели - теплогенераторы, воздухогрейные печи, тепловые пушки и водогрейные котлы на отработанном масле с регулировкой температуры и автоматической подачей масла, отработки, мазута, печного топлива из любой ёмкости маслонасосом.

 Мангалы козырьки на заказ (ковка).

 Печи для бани и сауны ФЕРИНГЕР. Максимальная теплоотдача на камни с первой минуты горения! Принцип розжига — сверху! Полное отсутствие дыма в бане! Стекло без копоти! Отсутствие конденсата в дымоходе - дымоход и печь служат значительно дольше! Всё это возможно ТОЛЬКО с печами для бани ФЕРИНГЕР! 

 Печь универсальная (топливо - жидкое, твердое) декорированная кованными элементами ручной работы, с набором насадок – для дров, угля; масел, мазута; для приготовления пищи (варочная панель, гриль, мангал, коптильня) + Ограда с отражателем.

 Печь работает на всех видах масел, отработанных машинных и индустриальных маслах, печном топливе, отработкемазуте, брикетах, угле, дровах.

Пиролитическое отработанное пластмассовое масло и его дизельная смесь: характеристика топлива

Авторы представили отработанное пластмассовое пиролизное масло (WPPO) в качестве альтернативного топлива, которое подробно охарактеризовано и по сравнению с обычным дизельным топливом. Полиэтилен высокой плотности, HDPE, был подвергнут пиролизу в лабораторном реакторе из нержавеющей стали собственной конструкции для получения полезных топливных продуктов. Отходы ПНД полностью пиролизовали при 330–490 ° С в течение 2-3 часов с получением твердого остатка, жидкого мазута и легковоспламеняющихся газообразных углеводородных продуктов.Сравнение свойств топлива со стандартами бензинового дизельного топлива ASTM D 975 и EN 590 показало, что синтетический продукт соответствует всем спецификациям. Примечательно, что свойства топлива включали кинематическую вязкость (40 ° C) 1,98 сСт, плотность 0,75 г / куб.см, содержание серы 0,25 (мас.%) И углеродный остаток 0,5 (мас.%), А высокая теплотворная способность представляла значительную усовершенствования по сравнению с обычным нефтяным дизельным топливом.

1. Введение

Пластмассы стали неотъемлемой частью современного мира благодаря их легкому весу, долговечности и энергоэффективности в сочетании с более высокими темпами производства и гибкостью конструкции; эти пластмассы используются во всем диапазоне промышленных и бытовых областей; Таким образом, пластмассы стали незаменимыми материалами, и их применение в промышленности постоянно расширяется.В то же время пластиковые отходы создают очень серьезную экологическую проблему из-за их огромного количества и проблем с их утилизацией. Пиролиз пластиковых отходов в жидком топливе (бензин, дизельное топливо и т. Д.) Или химическом сырье не только может эффективно решить проблему белого загрязнения, но также может в определенной степени уменьшить дефицит энергии. Ожидается, что переработка пластиковых отходов станет наиболее эффективным способом. Переработка, регенерация и утилизация пластиковых отходов стали горячей точкой исследований в стране и за рубежом и постепенно сформировали новую отрасль [1–6].

Разложение полимерных материалов также актуально и представляет интерес для промышленности, поскольку пластик используется во многих современных товарах [7, 8]. Широкое использование полимерных материалов или пластиков привело к накоплению нетрадиционных отходов, не связанных с жизненным циклом материнской земли [9, 10]. Таким образом, отходы современных материалов накапливаются без эффективных путей разложения и переработки на свалках. Повышение цен на нефть и нефтехимические продукты открыло для промышленности возможность инвестировать в разложение пластиковых отходов в нефтехимию [11, 12].Сегодня пластиковые свалки так же ценны, как и нефтяные шахты. Исследователи предложили модели кинетики реакции для оптимальных условий пиролиза смесей пластиковых отходов. Литература изобилует переработкой этих традиционных отходов в нефтехимию [13–15], и многие отрасли промышленности поддерживаются и развиваются на основе разложения природных и синтетических полимеров [14, 15]. С научно-инженерной точки зрения неразложимость пластмасс больше не является экологической проблемой на свалках, поскольку пластики можно перерабатывать.Тем не менее, уносимые пластиковые отходы продолжают представлять огромную опасность на поверхности и в поверхностных водах, таких как водные пути, моря и океаны, угрожая безопасной жизни как животных, так и людей [15].

Пластмассы включают полистирол [16, 17], поливинилхлорид [17, 18], полипропилен [17–19], полиэтилентерефталат [18], акрилонитрилбутадиенстирол [18] и полиэтилен [16–19]. 18]. В некоторых случаях пластмассы подвергались копролизу с другими материалами, такими как отработанное моторное масло [18]. Сообщалось о быстром пиролизе ПЭ, пиролизе ПЭНП [16], ПЭНД [20, 21] и различных смесей [17].Во всех исследованиях полиэтилена не сообщалось ни о свойствах полученного бионефти, ни о повышении качества до углеводородов топливного качества и последующем определении свойств топлива.

Целью данного исследования было производство, определение характеристик и оценка альтернативного дизельного топлива путем пиролиза пластиковых отходов HDPE. Еще одной целью было сравнение нашего пиролизованного масла с обычным дизельным топливом, полученным из нефти, наряду со сравнением со стандартами на дизельное топливо, такими как ASTM D 975 и EN 590.Были приготовлены смеси отработанного пластикового пиролизного масла (WPPO) с дизельным топливом и измерены полученные в результате свойства топлива. Ожидается, что эти результаты будут способствовать пониманию применимости и ограничений HDPE в качестве сырья для производства альтернативного дизельного топлива.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы и описание процесса

Пластик, использованный в этом исследовании, был использован в бытовых пластиковых контейнерах (HDPE). Пластмассовые отходы очищались моющим средством и водой для удаления содержащихся посторонних материалов, таких как грязь и масло.Промытые отходы пластмассы сушили и разрезали ножницами на мелкие кусочки размером от 0,5 дюйма до 2 дюймов.

2.2. Экспериментальная установка

Лабораторный пиролизный реактор периодического действия с неподвижным слоем и внешним нагревом использовался для производства масла из пластика. На рис. 1 представлена ​​принципиальная схема установки для пиролиза пластмасс. Основными приборами камеры пиролиза являются терморегулятор, конденсатор, датчик температуры, нагревательная спираль, изолятор, резервуар для хранения, клапан и линия выхода газа.Эффективная длина и диаметр реактора из нержавеющей стали составляют 38 см и 15 см соответственно. Реактор с шиной электрически нагревали до 475 ° C с помощью проволочного электронагревателя Ni-Cr. Здесь необходимо упомянуть, что датчик использовался через стенку камеры пиролиза из нержавеющей стали для измерения температуры. Поэтому упоминание о температуре могло показаться небольшим по сравнению с традиционной системой. Кроме того, в камере пиролиза использовалось отверстие для азота для обеспечения равномерного нагрева по сечению камеры реактора и создания инертной среды в камере пиролиза.


Не было выхода в низкотемпературном диапазоне, и процесс осуществляли в реакторе в диапазоне температур от 330 ° C до 490 ° C в течение примерно двух часов сорока минут. Паровые продукты пиролиза отводились через два конденсатора. Конденсаторы охлаждались водой, и конденсированное бионефть собиралось в два коллектора. Неконденсированный газ сжигали в атмосферу, а полукокс собирали из реактора после завершения цикла пиролиза.

2.3. Свойства топлива

Все топливные свойства масла были проверены следующими методами, которые приведены в таблице 1.


Свойства Метод испытания

Плотность IP 131/57
Кинематическая вязкость ASTM D 445
Температура вспышки ASTM D 93
Температура воспламенения ASTM D 93
Содержание воды ASTM D 49
Температура застывания ASTM D 97
Теплотворная способность Калориметр бомбы 12/58
Содержание серы ASTM D 129-00
Остаток углерода ASTM D 189- 65
Зольность ASTM D 48

Измерение плотности производится с точностью ± 0.0005 г / мл, а другие параметры, такие как температура застывания, температура вспышки и температура воспламенения, измеряются с точностью ± 1 ° C.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Влияние температуры на выход продукта

Продукты разделяются на газ, нефть и остатки полукокса путем пиролиза пластиковых отходов. Около 38,5% WPPO было получено при температуре 330 ° C, как показано на рисунке 2. Процентное содержание масла постоянно увеличивалось до 76,0% при 425 ° C. Газы, полученные в результате пиролиза пластмасс, состоят в основном из водорода (H 2 ), диоксида углерода (CO 2 ), монооксида углерода (CO), метана (CH 4 ), этана (C 2 H 4 ). ) и бутадиена (C 4 H 6 ) со следовыми количествами пропана (CH 3 CH 2 CH 3 ), пропена (CH 3 CH = CH 2 ), n -бутан (CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 ) и другие разные углеводороды.


3.1.1. Влияние температуры дистилляции на сырой WPPO

Дистилляция проводится для отделения более легкой и тяжелой фракций углеводорода, присутствующих в отработанном пластиковом пиролизном масле. Перегонку проводят при температуре от 116 ° C до 264 ° C; 73,5% ВЭФЗ дистиллировано. При температуре 116 ° C было получено только около 10,0% дистиллированного WPPO, как показано на рисунке 3. Однако процентное содержание WPPO постоянно увеличивалось до 73,5% при температуре 264 ° C с 10% при температуре 116 ° C.


3.2. Анализ отработанного пластикового пиролизного масла
3.2.1. Физиохимический анализ

Пластиковые отходы имеют высокое содержание летучих 77,03% по весу, что подходит для пиролизного преобразования твердых органических отходов в жидкий продукт. Характеристики отработанного пластикового пиролизного масла, полученного при 425 ° C, показаны в таблице 2.


Свойства WPPO

Вязкость при 40 ° C (сСт ) 1.980
Плотность при 40 ° C (г / см3) 0,7477
Остаток углерода (мас.%) 0,5
Зольность (%) 0,036
Содержание серы ( % от массы) 0,246
Температура вспышки (° C) 15
Температура застывания (° C) <−15
Температура воспламенения (° C) 20
Теплотворная способность (ккал / кг) 9829.35

3.2.2. Вязкость

Вязкость зависит от сырья, условий пиролиза, температуры и других переменных. Чем выше вязкость, тем выше расход топлива, температура двигателя и нагрузка на двигатель. С другой стороны, если вязкость масла слишком высока, может иметь место чрезмерное трение. Вязкость измеряли по методике IP-50 при температуре 40 ° C. Из рисунка 4 видно, что вязкость отработанного пластикового пиролизного масла, полученного при температуре пиролиза 425 ° C, составляла 1.98 сСт, что было сравнительно выше, чем у керосина, и ниже, чем у дизельного топлива.


3.2.3. Плотность

Плотность - важное свойство жидкого топлива. Если плотность топлива высокая; расход топлива будет меньше. С другой стороны, масло с низкой плотностью потребляет больше топлива, что может вызвать повреждение двигателя. Поэтому слишком низкая или слишком высокая плотность жидкого топлива нежелательна. Из рисунка 5 видно, что плотности WPPO и WPPO50 оказались равными 0,7477 г / см 3 и 0.7943 г / куб.см соответственно, что близко к плотности керосина, дизельного топлива и газойля. Таким образом, обычное топливо, такое как дизельное топливо, керосиновое масло и газойль, можно заменить пластиковым пиролизным маслом.


3.2.4. Температура вспышки

Температура вспышки - это самая низкая температура, при которой он может испаряться с образованием горючей смеси с воздухом. Температура вспышки используется для характеристики пожарной опасности топлива. Температуру вспышки WPPO измеряли в соответствии с методом ASTM D 93-62. Температура вспышки WPPO составляла около 15 ° C.Низкая температура вспышки указывает на присутствие в топливе легколетучих материалов, что является серьезной проблемой безопасности при обращении и транспортировке. Температура вспышки топочного мазута, дизельного топлива и керосина выше, чем WPPO (Рисунок 6), что указывает на простоту обращения с ними. При удалении более легких компонентов (таких как нафта / бензин) температура вспышки WPPO будет увеличена.


3.2.5. Точка воспламенения и точка застывания

Точка воспламенения топлива - это температура, при которой оно будет продолжать гореть в течение не менее 5 секунд после воспламенения открытым пламенем.Точка возгорания используется для оценки риска способности материалов поддерживать горение. Обычно считается, что точка воспламенения любого жидкого масла примерно на (5–10) ° C выше точки воспламенения. Температура возгорания отработанного пластикового пиролизного масла составляла 20 ° C.

Температура застывания - это температура, при которой масло просто перестает течь при охлаждении со стандартной скоростью в стандартном аппарате. Температура застывания определяет пригодность масла для низкотемпературных установок. Температуру потери текучести WPPO измеряли с использованием методики ASTM D 97-57.Температура застывания была <-15 ° C. Низкое значение температуры застывания WPPO указывает на то, что он не подходит для стран с холодной погодой.

3.2.6. Теплотворная способность

Одним из важных свойств топлива, по которому судят о его эффективности, является его теплотворная способность. Теплотворная способность определяется как энергия, выделяемая при полном сгорании единицы массы топлива в достаточном количестве воздуха. Теплотворная способность WPPO оценивалась по методу IP 12/58. Теплотворная способность WPPO составила 9829,3515 ккал / кг.На рисунке 7 показано сравнение теплотворной способности WPPO с другими видами масла.


3.2.7. Содержание серы и золы

Присутствие серы в автомобильном топливе вызывает выбросы, которые представляют собой экологическую проблему. Высокое содержание серы снижает способность системы к каталитическому преобразованию, тем самым увеличивая выбросы оксидов азота, оксида углерода (CO), углеводородов и летучих органических соединений (ЛОС). Содержание серы в WPPO измеряли с использованием методики ASTM D 129-00.

Содержание серы в отработанном пластиковом пиролизном масле составляло 0,246%. Содержание серы в WPPO немного выше, чем в бензине (0,014%), дизельном топливе (0,15%) и других видах мазута, поскольку пластиковые отходы содержат некоторые загрязнения (Рисунок 8).


Зольность масла - негорючий остаток. Зольность дистиллированного пиролизного масла для шин (DTPO) и DTPO50 (50% DTPO: 50% дизельного топлива) измеряли с использованием методики испытаний IP 04/58. Из рисунка 9 видно, что зольность WPPO была равна 0.0036% сравнительно выше, чем у дизельного топлива, легкого мазута и керосина. Таким образом, его можно использовать как альтернативу топочному мазуту и ​​мазуту (HFO).


3.2.8. Углеродный остаток

Углеродный остаток указывает на тенденцию масла откладывать углеродистый твердый остаток на горячей поверхности, такой как горелка или форсунка, при испарении его испаряющихся компонентов. Углеродный остаток WPPO измеряли согласно методу ASTM D 189-65. Естественно, предпочтительнее масло, которое оставляет минимальное количество нагара.

На рис. 10 показано, что углеродный остаток в пластиковом пиролизном масле составлял 0,5%. В другом исследовании сообщалось о 0,05% углеродного остатка [22]. Остаток углерода в дизельном топливе и легком мазуте был сравнительно выше, чем в WPPO. Это указывает на то, что дизельное топливо будет образовывать более высокие отложения. Топливо с высоким содержанием остаточного углерода может вызвать повышенное загрязнение газовых путей; необходима более частая очистка, особенно турбокомпрессора и котла-утилизатора.


4.Заключение

Термический пиролиз смешанной пластмассы приводит к производству мазута, который является ценным продуктом восстановления. Это также снижает проблему утилизации пластиковых отходов. В этой работе выполняется термический пиролиз пластиковых отходов, поскольку использование катализатора является дорогостоящим, а его регенерация представляет собой сложную задачу. Пиролиз смешанного пластика дает смесь нефти и газа и дает очень небольшое количество полукокса. Более высокая температура пиролиза и более длительное время реакции увеличивают выход газа и снижают образование угля.Легколетучие продукты получаются при низкой температуре. Выход жидкости увеличивается по мере увеличения времени выдержки с 1 часа до 2 часов, но когда время выдержки увеличивается с 2 часов до 3 часов, выход жидкости уменьшается. Максимальный выход масла составил 77,03% за 2 часа. Жидкость, полученная в этом процессе, имеет относительно больший объем и низкий интервал кипения. Перегонка топливоподобных жидкостей показывает больше легких фракций при более высокой температуре и более продолжительном времени. Физико-химические свойства полученного мазута могут быть использованы для получения высокоэффективного топлива или топочного мазута после смешивания с другими нефтепродуктами.Однако необходимы дальнейшие исследования для использования этого масла в качестве топлива или сырья.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Производство мазута и горючего газа каталитическим пиролизом отработанных покрышек с использованием отходящего тепла доменного шлака

Основные моменты

Пиролиз отработанных покрышек проводился с использованием доменного шлака в качестве теплоносителя во вращающемся реакторе.

Пиролиз шины с доменным шлаком улучшает производные выходы нефти и газа, улучшает качество нефти.

Уменьшение размера сырья может улучшить тепломассоперенос во время пиролиза.

Реферат

В этом исследовании представлена ​​новая стратегия «рециркуляции отработанной энергии», т.е. явное тепло доменного шлака (доменного шлака) используется для производства мазута и горючего газа в результате пиролиза отработанная шина. Систематически изучалось влияние различных рабочих параметров, включая температуру шлака, массовое отношение доменного шлака к шине (B / T) и размер сырья на выходы и характеристики продуктов пиролиза.Результаты показали, что присутствие доменного шлака значительно улучшило производство производной нефти и увеличило содержание H 2 и CO в пиролизных газах. Это можно объяснить каталитической активностью доменного шлака и комплекса CaO-MgO в доменном шлаке, который может предотвратить образование стабильных химических структур в углеводородах, ускорить разложение углеводородов, ослабить связи CC и CH и облегчить их диссоциацию, и тем самым снизить энергию активации реакций разложения.Повышение температуры доменного шлака и отношения B / T, а также уменьшение размера сырья (включая как доменный шлак, так и порошок шин) способствовали тепломассопереносу во время процесса пиролиза и, следовательно, давали больше жидких и газообразных продуктов. Кроме того, было замечено, что присутствие шлака BF снижает вязкость, плотность, содержание H и O и увеличивает содержание C, отношение C / H и теплотворную способность производного масла по сравнению с пиролизным маслом, полученным только из порошка шин, что приводит к повышение качества масла.

Ключевые слова

Отработанные шины

Каталитический пиролиз

Отходы тепла

Доменный шлак

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2016 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Frontiers | Каталитический пиролиз пластиковых отходов: переход к биоперерабатывающим заводам на основе пиролиза

Введение

Производство и потребление пластиковых отходов растет тревожными темпами в связи с увеличением численности населения, быстрым экономическим ростом, постоянной урбанизацией и изменениями в образе жизни.Кроме того, короткий срок службы пластика ускоряет ежедневное производство пластиковых отходов. Мировое производство пластика оценивается примерно в 300 миллионов тонн в год и с каждым годом постоянно увеличивается (Miandad et al., 2016a; Ratnasari et al., 2017). Пластмассы состоят из нефтехимических углеводородов с добавками, такими как антипирены, стабилизаторы и окислители, которые затрудняют биоразложение (Ma et al., 2017). Переработка пластиковых отходов осуществляется по-разному, но в большинстве развивающихся стран открытая или свалка является обычной практикой для управления пластиковыми отходами (Gandidi et al., 2018). Вывоз пластиковых отходов на свалки является местом обитания насекомых и грызунов, которые могут вызывать различные виды заболеваний (Alexandra, 2012). Кроме того, стоимость транспортировки, рабочей силы и технического обслуживания может увеличить стоимость проектов по переработке (Gandidi et al., 2018). Кроме того, из-за быстрой урбанизации сокращается количество земель, пригодных для свалки, особенно в городах. Пиролиз - это распространенный метод преобразования пластиковых отходов в энергию в виде твердого, жидкого и газообразного топлива.

Пиролиз - это термическое разложение пластиковых отходов при различных температурах (300–900 ° C) в отсутствие кислорода до полученной жидкой нефти (Rehan et al., 2017). Различные виды катализаторов используются для улучшения процесса пиролиза пластиковых отходов в целом и повышения эффективности процесса. Катализаторы играют очень важную роль в повышении эффективности процесса, нацеливании на конкретную реакцию и снижении температуры и времени процесса (Serrano et al., 2012; Ratnasari et al., 2017).В процессах пиролиза пластмасс использовался широкий спектр катализаторов, но наиболее широко применяемыми катализаторами являются ZSM-5, цеолит, Y-цеолит, FCC и MCM-41 (Ratnasari et al., 2017). Каталитическая реакция во время пиролиза пластиковых отходов на твердых кислотных катализаторах может включать реакции крекинга, олигомеризации, циклизации, ароматизации и изомеризации (Serrano et al., 2012).

В нескольких исследованиях сообщалось об использовании микропористых и мезопористых катализаторов для преобразования пластиковых отходов в жидкое масло и полукокс.Uemichi et al. (1998) провели каталитический пиролиз полиэтилена (ПЭ) с катализаторами HZSM-5. Использование ХЗСМ-5 увеличило добычу жидкой нефти с составом ароматических углеводородов и изоалкановых соединений. Gaca et al. (2008) провели пиролиз пластиковых отходов с модифицированными MCM-41 и HZSM-5 и сообщили, что использование HZSM-5 дает более легкие углеводороды (C 3 –C 4 ) с максимальным содержанием ароматических соединений. Lin et al. (2004) использовали различные типы катализаторов и сообщили, что даже смешивание HZSM-5 с мезопористым SiO 2 -Al 2 O 3 или MCM-41 привело к максимальной добыче жидкой нефти с минимальным выходом газа.Агуадо и др. (1997) сообщили о получении ароматических и алифатических соединений в результате каталитического пиролиза полиэтилена с HZSM-5, в то время как использование мезопористого MCM-41 снизило количество получаемых ароматических соединений из-за его низкой кислотной каталитической активности. Использование синтетических катализаторов улучшило общий процесс пиролиза и улучшило качество добываемой жидкой нефти. Однако использование синтетических катализаторов увеличивало стоимость процесса пиролиза.

Катализаторы NZ могут использоваться для решения экономических проблем каталитического пиролиза, который связан с использованием дорогих катализаторов.В последние годы Новая Зеландия привлекла к себе большое внимание своими потенциальными экологическими приложениями. Естественно, NZ встречается в Японии, США, Кубе, Индонезии, Венгрии, Италии и Королевстве Саудовская Аравия (KSA) (Sriningsih et al., 2014; Nizami et al., 2016). Месторождение Новой Зеландии в КСА в основном находится в Харрат Шама и Джаббал Шама и в основном содержит минералы морденита с высокой термической стабильностью, что делает его пригодным в качестве катализатора при пиролизе пластиковых отходов. Sriningsih et al. (2014) модифицировали NZ из Сукабуми, Индонезия, отложив переходные металлы, такие как Ni, Co и Mo, и провели пиролиз полиэтилена низкой плотности (LDPE).Gandidi et al. (2018) использовали NZ из Лампунга, Индонезия, для каталитического пиролиза твердых бытовых отходов.

Это первое исследование по изучению влияния модифицированного саудовского природного цеолита на качество продукта и выход при каталитическом пиролизе пластиковых отходов. Саудовский природный цеолитный катализатор был модифицирован с помощью новой термической активации (TA-NZ) при 550 ° C и кислотной активации (AA-NZ) с помощью HNO 3 для улучшения его каталитических свойств. Каталитический пиролиз различных типов пластмассовых отходов (ПС, ПЭ, ПП и ПЭТ), как отдельных, так и смешанных в различных соотношениях, в присутствии модифицированных природных цеолитных катализаторов (NZ) в небольшом экспериментальном реакторе пиролиза проводился для первый раз.Были изучены качество и выход продуктов пиролиза, таких как жидкая нефть, газ и полукокс. Химический состав жидкой нефти анализировали с помощью ГХ-МС. Кроме того, были обсуждены возможности и проблемы биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза.

Материалы и методы

Подготовка сырья и запуск реактора

Пластиковые отходы, используемые в качестве сырья в процессе каталитического пиролиза, были собраны в Джидде и включали продуктовые пакеты, одноразовые чашки и тарелки для сока и бутылки для питьевой воды, которые состоят из полиэтилена (PE), полипропилена (PP), полистирола (PS), и полиэтилентерефталатные (ПЭТ) пластмассы соответственно.Выбор этих пластиковых материалов был сделан на основании того факта, что они являются основным источником пластиковых отходов, производимых в КСА. Для получения однородной смеси все образцы отходов измельчали ​​на более мелкие кусочки размером около 2 см 2 . Каталитический пиролиз проводился с использованием отдельных или смеси этих пластиковых отходов в различных соотношениях (таблица 1). Использовали 1000 г сырья, по 100 г катализатора в каждом эксперименте. Саудовский природный цеолит (Новая Зеландия), собранный в Харрат-Шама, расположенном на северо-западе города Джидда, штат Южная Австралия (Nizami et al., 2016), был модифицирован термической и кислотной обработкой и использован в этих экспериментах по каталитическому пиролизу. NZ измельчали ​​до порошка (<100 нм) в шаровой мельнице (Retsch MM 480) в течение 3 ч при частоте 20 Гц / с перед модификацией и использованием в пиролизе. Для термической активации (ТА) NZ нагревали в муфельной печи при 550 ° C в течение 5 часов, а для кислотной активации (AA) NZ вымачивали в 0,1 М растворе азотной кислоты (HNO 3 ) в течение 48 часов и непрерывно встряхивают с помощью цифрового шейкера IKA HS 501 со скоростью 50 об / мин.После этого образец промывали деионизированной водой до получения нормального pH.

Таблица 1 . Схема эксперимента.

Эксперименты проводились в небольшом пилотном реакторе пиролиза при 450 ° C, при скорости нагрева 10 ° C / мин и времени реакции 75 мин (рис. 1). Полученный выход каждого продукта пиролиза рассчитывали по массе после завершения каждого эксперимента. Характеристика добываемой жидкой нефти была проведена для исследования влияния состава сырья на качество жидкой нефти, полученной в присутствии модифицированного NZ.ТГА проводили на сырье для получения оптимальных условий процесса, таких как температура и время реакции (75 мин) в контролируемых условиях. В TGA брали 10 мкг каждого типа пластиковых отходов и нагревали со скоростью 10 ° C от 25 до 900 ° C в непрерывном потоке азота (50 мл / мин). Авторы этого исследования недавно опубликовали работу о влиянии состава сырья и природных и синтетических цеолитных катализаторов без модификации катализатора на различные типы пластиковых отходов (Miandad et al., 2017b; Rehan et al., 2017).

Экспериментальная установка

Небольшой пилотный реактор может использоваться как для термического, так и для каталитического пиролиза с использованием различного сырья, такого как пластмассы и биомасса (рис. 1). В этом исследовании модифицированные катализаторы NZ были добавлены в реактор с сырьем. Реактор пиролиза может вмещать до 20 л сырья, а максимальная безопасная рабочая температура до 600 ° C может быть достигнута при желаемых скоростях нагрева.Подробные параметры реактора пиролиза были опубликованы ранее (Miandad et al., 2016b, 2017b). При повышении температуры выше определенных значений пластиковые отходы (органические полимеры) превращаются в мономеры, которые переносятся в конденсатор, где эти пары конденсируются в жидкое масло. Для обеспечения температуры конденсации ниже 10 ° C и максимальной конденсации пара в жидкое масло использовалась система непрерывной конденсации с использованием водяной бани и охлаждающей жидкости ACDelco Classic.Добываемая жидкая нефть была собрана из резервуара для сбора нефти, и была проведена дальнейшая характеристика, чтобы раскрыть ее химический состав и характеристики для других потенциальных применений.

Аналитические методы

Пиролизное масло охарактеризовано с использованием различных методов, таких как газовая хроматография в сочетании с масс-спектрофотометрией (ГХ-МС), инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR),

Бомбовый калориметр и TGA (Mettler Toledo TGA / SDTA851) с применением стандартных методов ASTM.Функциональные группы в пиролизном масле анализировали с помощью прибора FT-IR, Perkin Elmer's, UK. Анализ FT-IR проводился с использованием минимум 32 сканирований со средним значением 4 см -1 ИК-сигналов в диапазоне частот 500-4000 см -1 .

Химический состав нефти изучался с помощью ГХ-МС (Shimadzu QP-Plus 2010) с детектором FI. Использовали капиллярную колонку GC длиной 30 м и шириной 0,25 мм, покрытую пленкой 5% фенилметилполисилоксана (HP-5) толщиной 0,25 мкм.Духовку устанавливали на 50 ° C на 2 минуты, а затем повышали до 290 ° C, используя скорость нагрева 5 ° C / мин. Температура источника ионов и линии передачи поддерживалась на уровне 230 и 300 ° C, а инжекция без деления потока осуществлялась при 290 ° C. Библиотеку масс-спектральных данных NIST08s использовали для идентификации хроматографических пиков, и процентные доли пиков оценивались по их общей площади пика ионной хроматограммы (TIC). Высокая теплотворная способность (HHV) добытой жидкой нефти, полученной из различных типов пластиковых отходов, была измерена в соответствии со стандартным методом ASTM D 240 с помощью прибора Bomb Calorimeter (Parr 6200 Calorimeter), в то время как производство газа оценивалось с использованием стандартной формулы баланса масс. , учитывая разницу в весе жидкого масла и полукокса.

Результаты и обсуждение

ТГА-анализ сырья

ТГА был проведен для каждого типа пластиковых отходов в индивидуальном порядке, чтобы определить оптимальную температуру для термического разложения. Все типы пластиковых отходов демонстрируют сходное поведение при разложении с быстрой потерей веса углеводородов в узком диапазоне температур (150–250 ° C) (рис. 2). Максимальная деградация для каждого типа пластиковых отходов была достигнута в пределах 420–490 ° C. ПС и ПП показали одностадийное разложение, в то время как ПЭ и ПЭТ показали двухступенчатое разложение в контролируемых условиях.Одностадийное разложение соответствует присутствию углерод-углеродной связи, которая способствует механизму случайного разрыва с повышением температуры (Kim et al., 2006). Разложение полипропилена начинается при очень низкой температуре (240 ° C) по сравнению с другим сырьем. Половина углерода, присутствующего в цепи полипропилена, состоит из третичного углерода, который способствует образованию карбокатиона в процессе его термического разложения (Jung et al., 2010). Вероятно, это причина достижения максимальной деградации полипропилена при более низкой температуре.Начальная деградация PS началась при 330 ° C, а максимальная деградация была достигнута при 470 ° C. PS имеет циклическую структуру, и его деградация в термических условиях включает как случайную цепь, так и разрыв концевой цепи, что усиливает процесс его деградации (Demirbas, 2004; Lee, 2012).

Рисунок 2 . Термогравиметрический анализ (ТГА) пластиковых отходов ПС, ПЭ, ПП и ПЭТ.

PE и PET показали двухэтапный процесс разложения; начальная деградация началась при более низких температурах, а затем другая стадия деградации при более высокой температуре.Первоначальная деградация ПЭ началась при 270 ° C и медленно, но постепенно распространялась, пока температура не достигла 385 ° C. После этой температуры наблюдалась резкая деградация, и была достигнута 95% -ная деградация с дальнейшим повышением примерно на 100 ° C. Аналогичная двухэтапная картина разрушения наблюдалась для пластика ПЭТФ, и первоначальная деградация началась при 400 ° C с резким снижением потери веса. Однако вторая деградация началась при несколько более высокой температуре (550 ° C). Первоначальное разложение ПЭ и ПЭТ может быть связано с присутствием некоторых летучих примесей, таких как добавочный наполнитель, используемый во время синтеза пластика (Димитров и др., 2013).

Различные исследователи сообщают, что деградация ПЭ и ПЭТ требует более высоких температур по сравнению с другими пластиками (Димитров и др., 2013; Риццарелли и др., 2016). Lee (2012) сообщил, что PE имеет длинноцепочечную разветвленную структуру и что его разложение происходит за счет разрыва случайной цепи, что требует более высокой температуры, в то время как разложение PET следует за случайным разрывом сложноэфирных звеньев, что приводит к образованию олигомеров (Dziecioł and Trzeszczynski, 2000 ; Lecomte and Liggat, 2006).Первоначальная деградация ПЭТ, возможно, была связана с присутствием некоторых летучих примесей, таких как диэтиленгликоль (Димитров и др., 2013). В литературе сообщается, что присутствие этих летучих примесей дополнительно способствует процессу разложения полимеров (McNeill and Bounekhel, 1991; Dziecioł and Trzeszczynski, 2000). Различие в кривых ТГА различных типов пластиков может быть связано с их мезопористой структурой (Chandrasekaran et al., 2015). Кроме того, Lopez et al. (2011) сообщили, что использование катализаторов снижает температуру процесса.Следовательно, 450 ° C можно было бы принять в качестве оптимальной температуры в присутствии активированного NZ для каталитического пиролиза вышеупомянутых пластиковых отходов.

Влияние сырья и катализаторов на выход продуктов пиролиза

Было исследовано влияние термической и кислотной активации NZ на выход продукта процесса пиролиза (рис. 3). Каталитический пиролиз индивидуального ПС-пластика с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ показал самый высокий выход жидкого масла 70 и 60%, соответственно, по сравнению со всеми другими изученными типами индивидуальных и комбинированных пластиковых отходов.О высоком выходе жидкой нефти при каталитическом пиролизе ПС сообщалось и в нескольких других исследованиях (Siddiqui, Redhwi, 2009; Lee, 2012; Rehan et al., 2017). Сиддики и Редхви (2009) сообщили, что ПС имеет циклическую структуру, что приводит к высокому выходу жидкой нефти при каталитическом пиролизе. Ли (2012) сообщил, что деградация полистирола происходит как за счет разрывов случайной цепи, так и за счет разрывов концевых цепей, что приводит к образованию стабильной структуры бензольного кольца, которая усиливает дальнейший крекинг и может увеличивать добычу жидкой нефти.Более того, в присутствии кислотных катализаторов разложение PS происходит по карбениевому механизму, который далее подвергается гидрированию (меж / внутримолекулярный перенос водорода) и β-расщеплению (Serrano et al., 2000). Кроме того, разложение PS происходило при более низкой температуре по сравнению с другими пластиками, такими как PE, из-за его циклической структуры (Wu et al., 2014). С другой стороны, каталитический пиролиз PS дает более высокое количество полукокса (24,6%) с катализатором AA-NZ, чем с катализатором TA-NZ (15,8%).Ma et al. (2017) также сообщили о высоком производстве полукокса при каталитическом пиролизе полистирола с кислотным цеолитным (Hβ) катализатором. Высокие показатели образования полукокса были обусловлены высокой кислотностью катализатора, которая способствует образованию полукокса за счет интенсивных вторичных реакций сшивания (Serrano et al., 2000).

Рисунок 3 . Влияние TA-NZ и AA-NZ на выход продуктов пиролиза.

Каталитический пиролиз полипропилена дает более высокое содержание жидкой нефти (54%) с катализатором AA-NZ, чем с катализатором TA-NZ (40%) (рис. 3).С другой стороны, катализатор TA-NZ дает большое количество газа (41,1%), что может быть связано с более низкой каталитической активностью катализатора TA-NZ. По данным Kim et al. (2002) катализатор с низкой кислотностью и участки поверхности по БЭТ с микропористой структурой способствуют начальному разложению полипропилена, что может привести к максимальному выделению газов. Обали и др. (2012) провели пиролиз полипропилена с катализатором, содержащим оксид алюминия, и сообщили о максимальной добыче газа. Более того, образование карбокатиона во время разложения полипропилена из-за присутствия третичного углерода в его углеродной цепи также может способствовать образованию газа (Jung et al., 2010). Syamsiro et al. (2014) также сообщили, что каталитический пиролиз PP и PS с активированным кислотой (HCL) природным цеолитным катализатором дает больше газов, чем процесс с термически активированным природным цеолитным катализатором, из-за его высокой кислотности и площади поверхности по БЭТ.

Каталитический пиролиз полиэтилена с катализаторами TA-NZ и AA-NZ дает аналогичные количества жидкого масла (40 и 42%). Однако наибольшее количество газов (50,8 и 47,0%) было произведено из полиэтилена при использовании AA-NZ и TA-NZ соответственно, по сравнению со всеми другими исследованными типами пластмасс.Производство полукокса было самым низким в этом случае, 7,2 и 13,0% с AA-NZ и TA-NZ, соответственно. В различных исследованиях также сообщалось о более низком производстве полукокса при каталитическом пиролизе полиэтилена (Xue et al., 2017). Lopez et al. (2011) сообщили, что катализаторы с высокой кислотностью усиливают крекинг полимеров во время каталитического пиролиза. Увеличение крекинга в присутствии высококислотного катализатора способствует образованию газов (Miandad et al., 2016b, 2017a). Zeaiter (2014) провел каталитический пиролиз полиэтилена с цеолитом HBeta и сообщил о 95.7% выход газа из-за высокой кислотности катализатора. Batool et al. (2016) также сообщили о максимальном производстве газа при каталитическом пиролизе полиэтилена с высококислотным катализатором ZSM-5. Согласно Lee (2012) и Williams (2006), PE имеет длинноцепочечную углеродную структуру, и его разложение происходит случайным образом на более мелкие цепочечные молекулы за счет случайного разрыва цепи, что может способствовать образованию газа. Во время пиролиза полиэтилена, который удерживает только связи C-H и C-C, сначала происходит разрыв основной цепи макромолекулы и образование стабильных свободных радикалов.Далее происходили стадии гидрирования, ведущие к синтезу вторичных свободных радикалов (новая стабильная связь C-H), что приводило к β-разрыву и образованию ненасыщенной группы (Rizzarelli et al., 2016).

Каталитический пиролиз ПП / ПЭ (соотношение 50/50%) не выявил какой-либо существенной разницы в общих выходах продукта при использовании как AA-NZ, так и TA-NZ. Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза PP / PE, составляло 44 и 40% от катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно. Небольшое снижение выхода жидкого масла из AA-NZ могло быть связано с его высокой кислотностью.Syamsiro et al. (2014) сообщили, что AA-NZ с HCl имеет более высокую кислотность по сравнению с TA-NZ, дает меньший выход жидкой нефти и имеет высокий выход газов. Общий каталитический пиролиз PP / PE дает максимальное количество газа с низким содержанием полукокса. Высокая добыча газа может быть связана с присутствием ПП. Разложение полипропилена усиливает процесс карбокатиона из-за присутствия третичного углерода в его углеродной цепи (Jung et al., 2010). Кроме того, разложение полиэтилена в присутствии катализатора также способствует получению газа с низким выходом жидкого масла.Однако, когда каталитический пиролиз ПП и ПЭ проводился отдельно с ПС, наблюдалась значительная разница в выходе продукта.

Наблюдалась значительная разница в выходе жидкого масла 54 и 34% для каталитического пиролиза PS / PP (соотношение 50/50%) с катализаторами TA-NZ и AA-NZ, соответственно. Аналогичным образом наблюдалась значительная разница в выходе полукокса 20,3 и 35,2%, тогда как высокий выход газов составлял 25,7 и 30,8% при использовании катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно.Lopez et al. (2011) и Seo et al. (2003) сообщили, что катализатор с высокой кислотностью способствует процессу крекинга и обеспечивает максимальное производство газа. Кроме того, присутствие ПП также увеличивает газообразование из-за процесса карбокатиона во время разложения (Jung et al., 2010). Kim et al. (2002) сообщили, что при разложении полипропилена выделяется максимум газа в присутствии кислотных катализаторов.

Каталитический пиролиз полистирола с полиэтиленом (соотношение 50/50%) в присутствии катализатора TA-NZ дает 44% жидкого масла, однако 52% жидкого масла было получено с использованием катализатора AA-NZ.Kiran et al. (2000) провели пиролиз PS с PE при различных соотношениях и сообщили, что увеличение концентрации PE снижает концентрацию жидкой нефти с увеличением количества газа. Присутствие ПС с ПЭ способствует процессу разложения из-за образования активного стабильного бензольного кольца из ПС (Miandad et al., 2016b). Wu et al. (2014) провели ТГА ПС с ПЭ и наблюдали два пика, первый для ПС при низкой температуре, а затем деградацию ПЭ при высокой температуре.Более того, деградация PE следует за цепным процессом свободных радикалов и процессом гидрирования, в то время как PS следует за процессом радикальной цепочки, включая различные стадии (Kiran et al., 2000). Таким образом, даже с учетом явления разложения, PS приводил к более высокой деградации по сравнению с PE и давал стабильные бензольные кольца (McNeill et al., 1990).

Каталитический пиролиз ПС / ПЭ / ПП (соотношение 50/25/25%) показал несколько более низкий выход жидкого масла по сравнению с каталитическим пиролизом всех отдельных типов пластмасс.Выход масла для обоих катализаторов, TA-NZ и AA-NZ, в этом случае одинаков, 44 и 40% соответственно. Производство полукокса было выше (29,7%) с катализатором AA-NZ, чем (19,0%) с катализатором TA-NZ, что может быть связано с реакциями полимеризации (Wu and Williams, 2010). Кроме того, добавление ПЭТ с ПС, ПЭ и ПП (соотношение 20/40/20/20%) снизило выход жидкого масла до 28 и 30% в целом при использовании катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно, с более высокой фракции полукокса и газа. Демирбас (2004) провел пиролиз ПС / ПЭ / ПП и сообщил аналогичные результаты для выхода продукта.Аднан и др. (2014) провели каталитический пиролиз ПС и ПЭТ с использованием катализатора Al-Al 2 O 3 с соотношением 80/20% и сообщили только о 37% жидкой нефти. Более того, Yoshioka et al. (2004) сообщили о максимальном производстве газа и полукокса при незначительном производстве жидкой нефти при каталитическом пиролизе ПЭТ. Кроме того, о максимальном образовании угля сообщалось также при проведении каталитического пиролиза ПЭТ с другими пластиками (Bhaskar et al., 2004). Более высокое производство полукокса при пиролизе ПЭТ связано с реакциями карбонизации и конденсации во время его пиролиза при высокой температуре (Yoshioka et al., 2004). Кроме того, присутствие атома кислорода также способствует высокому образованию полукокса при каталитическом пиролизе ПЭТ (Xue et al., 2017). Thilakaratne et al. (2016) сообщили, что образование свободных радикалов от бензола с двумя активированными углями является предшественником каталитического кокса в результате разложения ПЭТ.

Влияние катализаторов на состав жидкой нефти

Химический состав жидкого масла, полученного каталитическим пиролизом различных пластиковых отходов с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ, был охарактеризован методом ГХ-МС (рисунки 4, 5).На состав добываемой жидкой нефти влияют различные типы сырья и катализаторов, используемых в процессе пиролиза (Miandad et al., 2016a, b, c). Жидкое масло, полученное из отдельных типов пластмасс, таких как ПС, ПП и ПЭ, содержало смесь ароматических, алифатических и других углеводородных соединений. Ароматические соединения, обнаруженные в масле из ПС и ПЭ, были выше, чем ПП при использовании катализатора TA-NZ. Количество ароматических соединений увеличилось в масле из ПС и ПП, но уменьшилось в ПЭ при использовании катализатора AA-NZ.Мезопористый и кислотный катализатор приводит к производству углеводородов с более короткой цепью из-за его высокой крекирующей способности (Lopez et al., 2011). Однако микропористые и менее кислые катализаторы способствуют образованию длинноцепочечных углеводородов, поскольку процесс крекинга происходит только на внешней поверхности катализаторов. В целом, в присутствии катализаторов PE и PP следуют механизму разрыва случайной цепи, в то время как PS следует механизму разрыва или разрыва концевой цепи (Cullis and Hirschler, 1981; Peterson et al., 2001). Разрыв концевой цепи приводит к образованию мономера, тогда как разрыв случайной цепи дает олигомеры и мономеры (Peterson et al., 2001).

Рис. 4. (A, B) ГХ-МС жидкого масла, полученного из различных типов пластиковых отходов с помощью TA-NZ.

Рис. 5. (A, B) ГХ-МС жидкого масла, полученного из различных типов пластиковых отходов с AA-NZ.

Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза полиэтилена, при использовании обоих катализаторов, давало в основном нафталин, фенантрен, нафталин, 2-этенил-, 1-пентадецен, антрацен, 2-метил-, гексадекан и так далее (рисунки 4A, 5A. ).Эти результаты согласуются с несколькими другими исследованиями (Lee, 2012; Xue et al., 2017). Получение производного бензола показывает, что TA-NZ усиливает процесс ароматизации по сравнению с AA-NZ. Xue et al. (2017) сообщили, что промежуточные олефины, полученные в результате каталитического пиролиза ПЭ, далее ароматизируются внутри пор катализаторов. Тем не менее, реакция ароматизации далее приводит к образованию атомов водорода, которые могут усилить процесс ароматизации. Ли (2012) сообщил, что ZSM-5 производит больше ароматических соединений по сравнению с морденитным катализатором из-за его кристаллической структуры.

Есть два возможных механизма, которые могут включать разложение полиэтилена в присутствии катализатора; отрыв гибридных ионов из-за присутствия сайтов Льюиса или из-за механизма иона карбения через добавление протона (Rizzarelli et al., 2016). Первоначально деградация начинается на внешней поверхности катализаторов, а затем продолжается с дальнейшей деградацией во внутренних порах катализаторов (Lee, 2012). Однако микропористые катализаторы препятствуют проникновению более крупных молекул, и, таким образом, соединения с более высокой углеродной цепью образуются в результате каталитического пиролиза полиэтилена с микропористыми катализаторами.Кроме того, в присутствии кислотных катализаторов из-за карбениевого механизма может увеличиваться образование ароматических и олефиновых соединений (Lee, 2012). Lin et al. (2004) сообщили о получении высокореакционных олефинов в качестве промежуточных продуктов во время каталитического пиролиза полиэтилена, которые могут способствовать образованию парафинов и ароматических соединений в добываемой жидкой нефти. Более того, присутствие кислотного катализатора и свободного атома водорода может привести к алкилированию толуола и бензола, превращая промежуточный алкилированный бензол в нафталин за счет ароматизации (Xue et al., 2017).

Жидкое масло, полученное каталитическим пиролизом ПС с ТА-НЗ и АА-НЗ, содержит различные виды соединений. Основными обнаруженными соединениями были альфа-метилстирол, бензол, 1,1 '- (2-бутен-1,4-диил) бис-, бибензил, бензол, (1,3-пропандиил), фенантрен, 2-фенилнафталин и т. Д. в добываемой жидкой нефти (Рисунки 4A, 5A). Жидкая нефть, полученная в результате каталитического пиролиза полистирола с обоими активированными катализаторами, в основном содержит ароматические углеводороды с некоторыми парафинами, нафталином и олефиновыми соединениями (Rehan et al., 2017). Однако в присутствии катализатора достигается максимальное производство ароматических соединений (Xue et al., 2017). Рамли и др. (2011) также сообщили о производстве олефинов, нафталина с ароматическими соединениями в результате каталитического пиролиза полистирола с Al 2 O 3 , нанесенных на катализаторы Cd и Sn. Деградация ПС начинается с растрескивания на внешней поверхности катализатора, а затем следует риформинг внутри пор катализатора (Uemichi et al., 1999). Первоначально крекинг полимера осуществляется кислотным центром Льюиса на поверхности катализатора с образованием карбокатионных промежуточных продуктов, которые в дальнейшем испаряются или подвергаются риформингу внутри пор катализатора (Xue et al., 2017).

Каталитический пиролиз полистирола в основном производит стирол и его производные, которые являются основными соединениями в добываемой жидкой нефти (Siddiqui and Redhwi, 2009; Rehan et al., 2017). Превращение стирола в его производное увеличивалось в присутствии протонированных катализаторов из-за гидрирования (Kim et al., 2002). Шах и Ян (2015) и Укей и др. (2000) сообщили, что гидрирование стирола усиливается с увеличением температуры реакции. Огава и др. (1982) провели пиролиз ПС с алюмосиликатным катализатором при 300 ° C и обнаружили гидрирование стирола до его производного.Рамли и др. (2011) сообщили о возможном механизме деградации PS на кислотных катализаторах, который может происходить из-за атаки протона, связанного с кислотными центрами Бренстеда, что приводит к механизму карбениевых ионов, который далее подвергается β-расщеплению и позже сопровождается переносом водорода. Более того, реакции поперечного сшивания благоприятствовали сильные кислотные центры Бренстеда, и когда эта реакция происходит, завершение крекинга может в некоторой степени уменьшаться и увеличивать образование полукокса (Serrano et al., 2000). Кроме того, катализаторы оксид кремния-оксид алюминия не имеют сильных кислотных центров Бренстеда, хотя они могут не улучшать реакцию сшивки, но благоприятствуют процессу гидрирования. Таким образом, это может быть причиной того, что стирол не был обнаружен в жидком масле, однако его производное было обнаружено в больших количествах (Lee et al., 2001). Xue et al. (2017) также сообщили о деалкилировании стирола из-за задержки испарения внутри реактора, что может привести к усилению процесса риформинга и образованию производного стирола.TA-NZ и AA-NZ содержат большое количество оксида алюминия и диоксида кремния, что приводит к гидрированию стирола до его производного, что приводит к получению мономеров стирола вместо стирола.

Каталитический пиролиз полипропилена дает сложную смесь жидкого масла, содержащего ароматические углеводороды, олефины и соединения нафталина. Бензол, 1,1 '- (2-бутен-1,4-диил) бис-, бензол, 1,1' - (1,3-пропандиил) бис-, антрацен, 9-метил-, нафталин, 2-фенил -, 1,2,3,4-тетрагидро-1-фенил-, нафталин, фенантрен и др.были основными соединениями, обнаруженными в жидкой нефти (Рисунки 4A, 5A). Эти результаты согласуются с другими исследованиями, в которых проводился каталитический пиролиз полипропилена с различными катализаторами (Marcilla et al., 2004). Кроме того, разложение ПП с помощью AA-NZ привело к максимальному образованию фенольных соединений. Более высокая продукция, возможно, была связана с наличием сильных кислотных центров, так как это способствует образованию фенольных соединений. Кроме того, присутствие высококислотного центра на катализаторах усиливает механизм олигомеризации, ароматизации и деоксигенации, что приводит к получению полиароматических и нафталиновых соединений.Dawood и Miura (2002) также сообщили о высоком уровне образования этих соединений в результате каталитического пиролиза полипропилена с высококислотным модифицированным HY-цеолитом.

Состав масла, полученного в результате каталитического пиролиза полипропилена с полиэтиленом, содержит соединения, обнаруженные в масле из обоих видов сырья пластикового типа. Miandad et al. (2016b) сообщили, что состав сырья также влияет на качество и химический состав нефти. Жидкое масло, полученное каталитическим пиролизом ПЭ / ПП, содержит ароматические, олефиновые и нафталиновые соединения.Основными обнаруженными соединениями были: бензол, 1,1 '- (1,3-пропандиил) бис-, моно (2-этилгексил) сложный эфир, 1,2-бензолдикарбоновая кислота, антрацен, пентадекан, фенантрен, 2-фенилнафталин и т. д. (Рисунки 4B, 5B) . Юнг и др. (2010) сообщили, что образование ароматических соединений при каталитическом пиролизе PP / PE может происходить по механизму реакции Дильса-Альдера с последующим дегидрированием. Кроме того, каталитический пиролиз ПП и ПЭ, проводимый отдельно с ПС, в основном дает ароматические соединения из-за присутствия ПС.Жидкая нефть, полученная из ПС / ПП, содержит бензол, 1,1 '- (1,3-пропандиил) бис, 1,2-бензолдикарбоновую кислоту, дисооктиловый эфир, бибензил, фенантрен, 2-фенилнафталин, бензол, (4-метил- 1-деценил) - и так далее (Фигуры 4А, 5А). Каталитический пиролиз ПС с ПЭ в основном дает жидкую нефть с основными соединениями азулена, нафталина, 1-метил-, нафталина, 2-этенила, бензола, 1,1 '- (1,3-пропандиил) бис-, фенантрена, 2-фенилнафталина. , бензол, 1,1 '- (1-метил-1,2-этандиил) бис- и некоторые другие соединения (Рисунки 4B, 5B).Miskolczi et al. (2006) провели пиролиз ПС с ПЭ с соотношением 10 и 90%, соответственно, и сообщили о максимальном производстве ароматических углеводородов даже при очень низком соотношении ПС. Miandad et al. (2016b) сообщили, что термический пиролиз ПЭ с ПС без катализатора приводит к превращению ПЭ в жидкое масло с высоким содержанием ароматических углеводородов. Однако термический пиролиз единственного полиэтилена без катализатора превратил его в воск вместо жидкого масла из-за его сильной разветвленной длинноцепочечной структуры (Lee, 2012; Miandad et al., 2016б). Wu et al. (2014) провели ТГА ПС с ПЭ и сообщили, что присутствие ПС способствует разложению ПЭ из-за образования стабильных бензольных колец.

Химический состав пиролизного масла по различным функциональным группам был изучен методом FT-IR. Полученные данные выявили присутствие в масле ароматических и алифатических функциональных групп (рисунки 6, 7). Очень сильный пик при 696 см -1 наблюдался в большинстве жидких масел, полученных с использованием обоих катализаторов, что соответствует высокой концентрации ароматических соединений.Еще два очевидных пика были видны при примерно 1,456 и 1,495 см -1 для C-C с одинарными и двойными связями, соответствующих ароматическим соединениям. Кроме того, в конце спектра сильные пики при 2,850, 2,923 и 2,958 см -1 наблюдались во всех типах жидких масел, кроме PS, соответствующих C-H-отрезку соединений алканов. В целом жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза различных пластиковых отходов с использованием катализатора AA-NZ, показало больше пиков, чем образцы катализаторов TA-NZ.Эти дополнительные пики соответствуют ароматическим соединениям, алканам и алкеновым соединениям. Это указывает на то, что, как и ожидалось, AA-NZ имел лучшие каталитические свойства, чем TA-NZ. Различные исследователи сообщили о схожих результатах, что в жидкой нефти, полученной из PS, преобладали ароматические углеводороды. Tekin et al. (2012) и Panda and Singh (2013) также сообщили о присутствии ароматических углеводородов с некоторыми алканами и алкенами в результате каталитического пиролиза полипропилена. Kunwar et al. (2016) провели термический и каталитический пиролиз полиэтилена и сообщили, что полученная жидкая нефть содержит алканы и алкены в качестве основной функциональной группы.В целом, анализ FT-IR позволил лучше понять химический состав жидкого масла, полученного в результате каталитического пиролиза различных пластиковых отходов с использованием модифицированных NZ-катализаторов, и дополнительно подтвердил наши результаты GC-MS.

Рисунок 6 . FT-IR анализ жидкой нефти, полученной каталитическим пиролизом с TA-NZ.

Рисунок 7 . FT-IR анализ жидкой нефти, полученной в результате каталитического пиролиза с AA-NZ.

Возможное применение продуктов пиролиза

Жидкая нефть, полученная в результате каталитического пиролиза различных типов пластмассового сырья, содержит большое количество ароматических, олефиновых и нафталиновых соединений, которые содержатся в нефтепродуктах.Более того, HHV добываемой жидкой нефти было обнаружено в диапазоне 41,7–44,2 МДж / кг (Таблица 2), что очень близко к энергетической ценности обычного дизельного топлива. Самая низкая HHV 41,7 МДж / кг была обнаружена в жидкой нефти, полученной из PS с использованием катализатора TA-NZ, тогда как самая высокая HHV в 44,2 МДж / кг была у PS / PE / PP с использованием катализатора AA-NZ. Таким образом, жидкое пиролизное масло, получаемое из различных пластиковых отходов, потенциально может быть использовано в качестве альтернативного источника энергии. По данным Lee et al.(2015) и Rehan et al. (2016), производство электроэнергии возможно с использованием жидкого пиролизного масла в дизельном двигателе. Саптоади и Пратама (2015) успешно использовали жидкое пиролитическое масло в качестве альтернативы керосиновой печи. Кроме того, полученные ароматические соединения могут быть использованы в качестве сырья для полимеризации в различных отраслях химической промышленности (Sarker, Rashid, 2013; Shah, Jan, 2015). Кроме того, различные исследователи использовали добытую жидкую нефть в качестве транспортного топлива после смешивания с обычным дизельным топливом в различных соотношениях.Исследования проводились для изучения потенциала добываемой жидкой нефти в контексте характеристик двигателя и выбросов выхлопных газов транспортных средств. Nileshkumar et al. (2015) и Ли и др. (2015) сообщили, что соотношение смеси пиролитического жидкого масла и обычного дизельного топлива, составляющее 20:80, соответственно, дает аналогичные результаты по производительности двигателя, чем у обычного дизельного топлива. Более того, при том же смешанном соотношении выбросы выхлопных газов также были аналогичными, однако выбросы выхлопных газов увеличивались с увеличением количества смешанного пиролизного масла (Frigo et al., 2014; Мукерджи и Тамотаран, 2014).

Таблица 2 . Высокие значения нагрева (HHV) пиролизного масла из различного сырья с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ.

Остаток (полукокс), оставшийся после процесса пиролиза, можно использовать в нескольких экологических целях. Несколько исследователей активировали полукокс с помощью пара и термической активации (Lopez et al., 2009; Heras et al., 2014). Процесс активации увеличил площадь поверхности по БЭТ и уменьшил размер пор полукокса (Lopez et al., 2009). Кроме того, Бернандо (2011) модернизировал пластиковый уголь биоматериалом и провел адсорбцию (3,6–22,2 мг / г) красителя метиленового синего из сточных вод. Miandad et al. (2018) использовали полукокс, полученный при пиролизе пластиковых отходов ПС, для синтеза нового наноадсорбента двухслойных оксидов углерода-металла (C / MnCuAl-LDOs) для адсорбции конго красного (CR) в сточных водах. Кроме того, полукокс также может использоваться в качестве сырья для производства активированного угля.

Ограничения ГХ-МС анализа пиролизного масла

Есть некоторые ограничения при проведении точного количественного анализа химических компонентов в пиролизном масле с помощью ГХ-МС.В этом исследовании мы использовали массовый процент различных химикатов, обнаруженных в образцах нефти, рассчитанный на основе площадей пиков, определенных с помощью колонки DP5-MS с нормальной фазой и FID. Идентифицированные пики были сопоставлены с NIST и библиотекой спектров банка масс. Соединения были выбраны на основе индекса сходства (SI> 90%). Дальнейшее сравнение с известными стандартами (CRM) позволило подтвердить идентифицированные соединения. Использованная колонка и детекторы ограничивались только углеводородами. Однако в действительности масло из большинства пластиковых отходов имеет сложную химическую структуру и может содержать другие группы неустановленных химических веществ, таких как сера, азот и кислородсодержащие углеводороды.Вот почему необходим более глубокий и точный качественный химический анализ, чтобы полностью понять химию пиролизного масла, с использованием расширенной калибровки и стандартизации и использования различных детекторов МС, таких как SCD и NCD, а также различных колонок для ГХ.

Возможности и проблемы биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза

Заводы по переработке отходов привлекают огромное внимание как решение для преобразования ТБО и других отходов биомассы в ряд продуктов, таких как топливо, энергия, тепло и другие ценные химические вещества и материалы.Различные типы биоперерабатывающих заводов, такие как биоперерабатывающий завод на базе сельского хозяйства, завод биопереработки животных отходов, завод по биопереработке сточных вод, завод по биопереработке на основе водорослей, завод по переработке пластиковых отходов, биоперерабатывающий завод на базе лесного хозяйства, биопереработка промышленных отходов, биопереработка пищевых отходов и т. Д., Могут быть разработаны в зависимости от тип и источник отходов (Gebreslassie et al., 2013; De Wild et al., 2014; Nizami et al., 2017a, b; Waqas et al., 2018). Эти биоперерабатывающие заводы могут сыграть важную роль в сокращении загрязнения окружающей среды отходами и выбросов парниковых газов.Кроме того, они приносят существенные экономические выгоды и могут помочь в достижении экономики замкнутого цикла в любой стране.

Биоперерабатывающий завод на основе пиролиза может быть разработан для обработки ряда отходов биомассы и пластиковых отходов с целью производства жидкого и газового топлива, энергии, биоугля и других более ценных химикатов с использованием комплексного подхода. Комплексный подход помогает достичь максимальных экономических и экологических выгод при минимальном образовании отходов. Существует множество проблем и возможностей для улучшения биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза, которые необходимо решать и оптимизировать, чтобы обеспечить максимальную выгоду.Хотя пиролизное масло содержит больше энергии, чем уголь и некоторые другие виды топлива, пиролиз сам по себе является энергоемким процессом, а нефтепродукт требует больше энергии для очистки (Inman, 2012). Это означает, что пиролизное масло может быть не намного лучше обычного дизельного топлива или другого ископаемого топлива с точки зрения выбросов парниковых газов, хотя для подтверждения этого необходимы более подробные исследования баланса массы и энергии в рамках всего процесса. Чтобы преодолеть эти технологические потребности в энергии, могут быть разработаны более передовые технологии с использованием интеграции возобновляемых источников энергии, таких как солнечная или гидроэнергетика, с пиролизными биоперерабатывающими заводами для достижения максимальных экономических и экологических выгод.

Доступность потоков отходов пластика и биомассы в качестве сырья для пиролизных биоперерабатывающих заводов является еще одной серьезной проблемой, поскольку переработка в настоящее время не очень эффективна, особенно в развивающихся странах. Газы, образующиеся при пиролизе некоторых пластиковых отходов, таких как ПВХ, токсичны, и поэтому технология очистки выбросов пиролиза требует дальнейшего совершенствования для достижения максимальных экологических преимуществ. Пиролизное масло, полученное из различных типов пластика, необходимо значительно очистить перед использованием в любом применении, чтобы обеспечить минимальное воздействие на окружающую среду.Высокое содержание ароматических веществ в пиролизном масле является хорошим, и некоторые ароматические соединения, такие как бензол, толуол и стирол, можно очищать и продавать на уже сложившемся рынке. Однако некоторые ароматические углеводороды являются известными канцерогенами и могут нанести серьезный вред здоровью человека и окружающей среде. Поэтому в этом отношении необходимо серьезное рассмотрение.

Другие аспекты оптимизации биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза, такие как новые появляющиеся передовые катализаторы, включая нанокатализаторы, должны быть разработаны и применены в процессах пиролиза для повышения качества и выхода продуктов, а также для оптимизации всего процесса.Рынок продуктов биопереработки на основе пиролиза должен быть создан / расширен, чтобы привлечь дополнительный интерес и финансирование, чтобы сделать эту концепцию более практичной и успешной. Точно так же необходимо больше внимания уделять проведению дальнейших исследований и разработок по обогащению концепции биопереработки и раскрытию ее истинного потенциала. Кроме того, очень важно провести подробную оценку экономического и экологического воздействия биоперерабатывающих заводов на стадии проектирования с использованием специализированных инструментов, таких как оценка жизненного цикла (ОЖЦ).LCA может анализировать воздействие биоперерабатывающего завода и всех продуктов на окружающую среду путем проведения подробных энергетических и материальных балансов на всех этапах жизненного цикла, включая добычу и переработку сырья, производство, распределение продуктов, использование, техническое обслуживание и утилизацию / переработку. Результаты LCA помогут определить устойчивость биоперерабатывающих заводов, что имеет решающее значение для принятия правильного решения.

Выводы

Каталитический пиролиз - многообещающий метод преобразования пластиковых отходов в жидкое масло и другие продукты с добавленной стоимостью с использованием модифицированного природного цеолита (NZ) катализатора.Модификация катализаторов NZ была проведена с помощью новой термической (TA) и кислотной (AA) активации, которая улучшила их каталитические свойства. Каталитический пиролиз PS дал наибольшее количество жидкой нефти (70 и 60%) по сравнению с PP (40 и 54%) и PE (40 и 42%) с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ соответственно. Химический состав пиролизного масла был проанализирован с помощью ГХ-МС, и было обнаружено, что большая часть жидкого масла дает высокое содержание ароматических веществ с некоторыми алифатическими и другими углеводородными соединениями.Эти результаты были дополнительно подтверждены анализом FT-IR, показывающим четкие пики, соответствующие ароматическим и другим углеводородным функциональным группам. Кроме того, жидкое масло, полученное из различных типов пластиковых отходов, имело более высокую теплотворную способность (HHV) в диапазоне 41,7–44,2 МДж / кг, как и у обычного дизельного топлива. Следовательно, он имеет потенциал для использования в различных энергетических и транспортных приложениях после дальнейшей обработки и очистки. Это исследование является шагом к развитию биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза.Биоперерабатывающие заводы обладают огромным потенциалом для преобразования отходов в энергию и другие ценные продукты и могут помочь в достижении экономики замкнутого цикла. Однако, как обсуждалось выше, существует множество технических, эксплуатационных и социально-экономических проблем, которые необходимо преодолеть для достижения максимальных экономических и экологических выгод от биоперерабатывающих заводов.

Доступность данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в рукопись и / или дополнительные файлы.

Авторские взносы

RM провел эксперименты по пиролизу и помог в написании рукописи.HK, JD, JG и AH провели подробную характеристику продуктов процесса. MR и ASA проанализировали данные и письменные части рукописи. MAB, MR и A-SN исправили и отредактировали рукопись. ASA и IMII поддержали проект финансово и технически.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

MR и A-SN выражают признательность Центру передового опыта в области экологических исследований (CEES), Университету короля Абдель Азиза (KAU), Джидда, штат Калифорния, и Министерству образования штата Калифорния за финансовую поддержку в рамках гранта № 2 / S / 1438. Авторы также благодарны деканату научных исследований (DSR) КАУ за финансовую и техническую поддержку ОЕЭП.

Список литературы

Аднан А., Шах Дж. И Ян М. Р. (2014). Исследования разложения полистирола с использованием катализаторов на медной основе. J. Anal. Прил. Пирол . 109, 196–204. DOI: 10.1016 / j.jaap.2014.06.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Агуадо, Дж., Сотело, Дж. Л., Серрано, Д. П., Каллес, Дж. А. и Эскола, Дж. М. (1997). Каталитическая конверсия полиолефинов в жидкое топливо на MCM-41: сравнение с ZSM-5 и аморфным SiO2 – Al 2 O 3 . Ener топливо 11, 1225–1231. DOI: 10.1021 / ef970055v

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Александра, Л.С. (2012). Твердые бытовые отходы: превращение проблемы в ресурсные отходы: проблемы, с которыми сталкиваются развивающиеся страны, специалист по городскому хозяйству . Всемирный банк. 2–4 стр.

Батул, М., Шах, А. Т., Имран Дин, М., и Ли, Б. (2016). Каталитический пиролиз полиэтилена низкой плотности с использованием инкапсулированных цетилтриметиламмониевых моновакантных блоков кеггина и ZSM-5. J. Chem. 2016: 2857162. DOI: 10.1155 / 2016/2857162

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бернандо, М.(2011). «Физико-химические характеристики углей, образующихся при совместном пиролизе отходов, и возможные пути повышения ценности», в Chemical Engineering (Лиссабон: Universidade Nova de Lisboa), 27–36.

Бхаскар, Т., Канеко, Дж., Муто, А., Саката, Ю., Якаб, Э., Мацуи, Т. и др. (2004). Исследования пиролиза пластмасс PP / PE / PS / PVC / HIPS-Br, смешанных с ПЭТ, и дегалогенирование (Br, Cl) жидких продуктов. J. Anal. Прил. Пиролиз 72, 27–33. DOI: 10.1016 / j.jaap.2004.01.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чандрасекаран С. Р., Кунвар Б., Мозер Б. Р., Раджагопалан Н. и Шарма Б. К. (2015). Каталитический термический крекинг пластмассовых отходов постпотребительского производства с получением топлива. 1. Кинетика и оптимизация. Energy Fuels 29, 6068–6077. DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.5b01083

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каллис, К. Ф., и Хиршлер, М. М. (1981). Горение органических полимеров. Vol.5. Лондон: Издательство Оксфордского университета.

Давуд А. и Миура К. (2002). Каталитический пиролиз c-облученного полипропилена (PP) над HY-цеолитом для повышения реакционной способности и селективности продукта. Polym. Деграда. Stab . 76, 45–52. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00264-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Вильд, П. Дж., Хьюджген, В. Дж., И Госселинк, Р. Дж. (2014). Пиролиз лигнина для рентабельных лигноцеллюлозных биоперерабатывающих заводов. Биотопливо Биопрод.Биорефайнинг 8, 645–657. DOI: 10.1002 / bbb.1474

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Демирбас А. (2004). Пиролиз муниципальных пластиковых отходов для утилизации углеводородов бензиновой марки. J. Anal. Прил. Пиролиз 72, 97–102. DOI: 10.1016 / j.jaap.2004.03.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Димитров, Н., Крехула, Л. К., Сирочич, А. П., и Хрняк-Мургич, З. (2013). Анализ переработанных бутылок из ПЭТ методом пиролизно-газовой хроматографии. Polym. Деграда. Stab. 98, 972–979. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2013.02.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dziecioł, M., and Trzeszczynski, J. (2000). Летучие продукты термической деструкции полиэтилентерефталата в атмосфере азота. J. Appl. Polym. Sci. 77, 1894–1901. DOI: 10.1002 / 1097-4628 (20000829) 77: 9 <1894 :: AID-APP5> 3.0.CO; 2-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фриго, С., Сеггиани, М., Пуччини, М., и Витоло, С. (2014). Производство жидкого топлива путем пиролиза отработанных шин и его использование в дизельном двигателе. Топливо 116, 399–408. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.08.044

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гача П., Джевецка М., Калета В., Козубек Х. и Новинска К. (2008). Каталитическая деструкция полиэтилена на мезопористом молекулярном сите МСМ-41, модифицированном гетерополисоединениями. Польский J. Environ. Stud. 17, 25–35.

Google Scholar

Гандиди, И.М., Сусила, М., Д. Мустофа, А., Памбуди, Н. А. (2018). Термико-каталитический крекинг реальных ТБО в био-сырую нефть. J. Energy Inst. 91, 304–310. DOI: 10.1016 / j.joei.2016.11.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gebreslassie, Б. Х., Сливинский, М., Ван, Б., и Ю, Ф. (2013). Оптимизация жизненного цикла для устойчивого проектирования и эксплуатации заводов по биопереработке углеводородов с помощью быстрого пиролиза, гидроочистки и гидрокрекинга. Comput. Chem. Англ. 50, 71–91.DOI: 10.1016 / j.compchemeng.2012.10.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Херас, Ф., Хименес-Кордеро, Д., Гиларранц, М.А., Алонсо-Моралес, Н., и Родригес, Дж. Дж. (2014). Активация полукокса изношенных шин путем циклического жидкофазного окисления. Топливный процесс. Технол . 127, 157–162. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2014.06.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юнг, С. Х., Чо, М. Х., Кан, Б. С., Ким, Дж. С. (2010). Пиролиз фракции отработанного полипропилена и полиэтилена для извлечения ароматических углеводородов БТК с использованием реактора с псевдоожиженным слоем. Топливный процесс. Technol. 91, 277–284. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2009.10.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Х. С., Ким, С., Ким, Х. Дж. И Янг, Х. С. (2006). Тепловые свойства полиолефиновых композитов с наполнителем из биомки с различным типом и содержанием компатибилизатора. Thermochim. Acta 451, 181–188. DOI: 10.1016 / j.tca.2006.09.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж. Р., Юн, Дж. Х. и Пак, Д.W. (2002). Каталитическая переработка смеси полипропилена и полистирола. Polym. Деграда. Stab. 76, 61–67. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00266-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Киран, Н., Экинчи, Э. и Снейп, К. Э. (2000). Переработка пластиковых отходов пиролизом. Resour. Консерв. Recycl. 29, 273–283. DOI: 10.1016 / S0921-3449 (00) 00052-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунвар, Б., Мозер, Б. Р., Чандрасекаран, С.Р., Раджагопалан, Н., Шарма, Б. К. (2016). Каталитическая и термическая деполимеризация малоценного бытового полиэтилена высокой плотности. Energy 111, 884–892. DOI: 10.1016 / j.energy.2016.06.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лекомте, Х.А., и Лиггат, Дж. Дж. (2006). Механизм разложения звеньев диэтиленгликоля в терефталатном полимере. Polym. Деграда. Stab. 91, 681–689. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2005.05.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К.Х. (2012). Влияние типов цеолитов на каталитическую очистку воскового масла пиролиза. J. Anal. Прил. Пирол . 94, 209–214. DOI: 10.1016 / j.jaap.2011.12.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли С., Йошида К. и Йошикава К. (2015). Применение отработанного пластикового пиролизного масла в дизельном двигателе с прямым впрыском: Для небольшой несетевой электрификации. Energy Environ. Res . 5:18. DOI: 10.5539 / eer.v5n1p18

CrossRef Полный текст

Ли, С.Ю., Юн, Дж. Х., Ким, Дж. Р. и Пак, Д. У. (2001). Каталитическая деструкция полистирола над природным клиноптилолитовым цеолитом. Polym. Деграда. Stab. 74, 297–305. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00162-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лин, Ю. Х., Янг, М. Х., Йе, Т. Ф., и Гер, М. Д. (2004). Каталитическое разложение полиэтилена высокой плотности на мезопористых и микропористых катализаторах в реакторе с псевдоожиженным слоем. Polym. Деграда. Stab. 86, 121–128.DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2004.02.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес А., Марко Д. И., Кабальеро Б. М., Ларесгоити М. Ф., Адрадос А. и Торрес А. (2011). Пиролиз муниципальных пластиковых отходов II: влияние состава сырья в каталитических условиях. Управление отходами . 31, 1973–1983. DOI: 10.1016 / j.wasman.2011.05.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес, Г., Олазар, М., Артеткс, М., Амутио, М., Элорди, Дж., И Бильбао, Дж. (2009). Активация паром пиролитического полукокса шин при различных температурах. J. Anal. Прил. Пирол . 85, 539–543. DOI: 10.1016 / j.jaap.2008.11.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, C., Yu, J., Wang, B., Song, Z., Xiang, J., Hu, S., et al. (2017). Каталитический пиролиз огнестойкого ударопрочного полистирола на различных твердых кислотных катализаторах. Топливный процесс. Technol. 155, 32–41. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2016.01.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Марсилла, А., Бельтран, М. И., Эрнандес, Ф., и Наварро, Р. (2004). Дезактивация HZSM5 и HUSY при каталитическом пиролизе полиэтилена. Прил. Катал. A Gen. 278, 37–43. DOI: 10.1016 / j.apcata.2004.09.023

CrossRef Полный текст | Google Scholar

McNeill, I.C., и Bounekhel, M. (1991). Исследования термической деструкции сложных полиэфиров терефталата: 1. Поли (алкилентерефталаты). Полимерная деградация. Stab. 34, 187–204. DOI: 10.1016 / 0141-3910 (91) -C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макнил, И.К., Зульфикар М. и Кусар Т. (1990). Подробное исследование продуктов термической деструкции полистирола. Polym. Деграда. Stab. 28, 131–151. DOI: 10.1016 / 0141-3910 (90)

-O

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Баракат М. А., Абуриазаиза А. С., Рехан М., Исмаил И. М. И. и Низами А. С. (2017b). Влияние видов пластиковых отходов на жидкое пиролизное масло. Внутр. Биодетериор. Биодеград . 119, 239–252. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2016.09.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Баракат М. А., Абуриазаиза А. С., Рехан М. и Низами А. С. (2016a). Каталитический пиролиз пластиковых отходов: обзор. Process Safety Environ. Защитить . 102, 822–838. DOI: 10.1016 / j.psep.2016.06.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Баракат М. А., Рехан М., Абуриазаиза А. С., Исмаил И. М. И. и Низами А. С. (2017a). Пластмассовые отходы превращаются в жидкое масло путем каталитического пиролиза с использованием природных и синтетических цеолитных катализаторов. Waste Manag. 69, 66–78. DOI: 10.1016 / j.wasman.2017.08.032

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Кумар Р., Баракат М. А., Башир К., Абуриазаиза А. С., Низами А. С. и др. (2018). Неиспользованное преобразование пластиковых отходов в углеродно-металлические LDO для адсорбции конго красного. J Colloid Interface Sci. 511, 402–410. DOI: 10.1016 / j.jcis.2017.10.029

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад, Р., Низами, А.С., Рехан, М., Баракат, М.А., Хан, М.И., Мустафа, А. и др. (2016b). Влияние температуры и времени реакции на конверсию отходов полистирола в жидкое пиролизное масло. Управление отходами . 58, 250–259. DOI: 10.1016 / j.wasman.2016.09.023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Рехан М., Низами А. С., Баракат М. А. Э. Ф. и Исмаил И. М. (2016c). «Энергия и продукты с добавленной стоимостью от пиролиза пластиковых отходов», в Переработка твердых отходов для производства биотоплива и биохимии , ред.П. Картикеян, К. Х. Субраманиан, С. Мутху (Сингапур: Springer), 333–355.

Google Scholar

Miskolczi, N., Bartha, L., and Deak, G. (2006). Термическое разложение полиэтилена и полистирола в упаковочной промышленности на различных катализаторах до топливоподобного сырья. Polym. Деграда. Stab . 91, 517–526. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2005.01.056

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мукерджи, М.К., и Тамотаран, П.С. (2014). Испытания на производительность и выбросы нескольких смесей отработанного пластикового масла с дизельным топливом и этанолом на четырехтактном двухцилиндровом дизельном двигателе. IOSR J. Mech. Гражданский Eng . 11, 2278–1684. DOI: 10.9790 / 1684-11214751

CrossRef Полный текст

Нилешкумар, К. Д., Яни, Р. Дж., Патель, Т. М., и Ратод, Г. П. (2015). Влияние смеси пластикового пиролизного масла и дизельного топлива на производительность одноцилиндрового двигателя CI. Внутр. J. Sci. Technol. Eng .1, 2349–2784.

Google Scholar

Низами А.С., Оуда О.К.М., Рехан М., Эль-Маграби А.М.О., Гарди Дж., Хассанпур А. и др. (2016). Потенциал природных цеолитов Саудовской Аравии в технологиях рекуперации энергии. Energy 108, 162–171. DOI: 10.1016 / j.energy.2015.07.030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Низами А. С., Рехан М., Вакас М., Накви М., Оуда О. К. М., Шахзад К. и др. (2017a). Заводы по переработке отходов: создание возможностей для экономики замкнутого цикла в развивающихся странах. Биоресурсы. Technol. 241, 1101–1117. DOI: 10.1016 / j.biortech.2017.05.097

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Низами А.С., Шахзад К., Рехан М., Оуда, О.К.М., Хан, М.З., Исмаил, И.М.И. и др. (2017b). Создание завода по переработке отходов в Макке: путь вперед в преобразовании городских отходов в возобновляемые источники энергии. Прил. Энергия . 186, 189–196. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.04.116

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Обали, З., Сезги, Н. А., Догу, Т. (2012). Каталитическое разложение полипропилена на мезопористых катализаторах, содержащих оксид алюминия. Chem. Англ. J . 207, 421–425. DOI: 10.1016 / j.cej.2012.06.146

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Огава Т., Куроки Т., Идэ С. и Икемура Т. (1982). Восстановление производных индана из отходов полистирола. J. Appl. Polym. Sci. 27, 857–869. DOI: 10.1002 / app.1982.070270306

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Панда, А.К. и Сингх Р. К. (2013). Экспериментальная оптимизация процесса термокаталитического разложения отработанного полипропилена до жидкого топлива. Adv. Энергия Eng . 1, 74–84.

Google Scholar

Петерсон, Дж. Д., Вязовкин, С., и Уайт, К. А. (2001). Кинетика термической и термоокислительной деструкции полистирола, полиэтилена и полипропилена. Macromol. Chem. Phys. 202, 775–784. DOI: 10.1002 / 1521-3935 (20010301) 202: 6 <775 :: AID-MACP775> 3.0.CO; 2-G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамли М. Р., Осман М. Б. Х., Арифин А. и Ахмад З. (2011). Сшитая сеть полидиметилсилоксана посредством механизмов присоединения и конденсации (RTV). Часть I: синтез и термические свойства. Polym. Деграда. Stab . 96, 2064–2070. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2011.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ратнасари Д. К., Нахил М. А. и Уильямс П. Т. (2017). Каталитический пиролиз пластиковых отходов с использованием ступенчатого катализа для производства углеводородных масел бензинового ряда. J. Anal. Прил. Пиролиз 124, 631–637. DOI: 10.1016 / j.jaap.2016.12.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рехан, М., Миандад, Р., Баракат, М. А., Исмаил, И. М. И., Алмилби, Т., Гарди, Дж. И др. (2017). Влияние цеолитных катализаторов на жидкое масло пиролиза. Внутр. Биодетериор. Биодеград. 119, 162–175. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2016.11.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рехан, М., Низами, А.С., Шахзад, К., Оуда, О.К. М., Исмаил, И. М. И., Алмилби, Т. и др. (2016). Пиролитическое жидкое топливо: источник возобновляемой энергии в Мекке. Источники энергии A 38, 2598–2603. DOI: 10.1080 / 15567036.2016.1153753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Риццарелли, П., Раписарда, М., Перна, С., Мирабелла, Э. Ф., Ла Карта, С., Пуглиси, К., и др. (2016). Определение полиэтилена в смесях биоразлагаемых полимеров и в компостируемых мешках-носителях методами Py-GC / MS и TGA. J. Anal. Прил.Пиролиз 117,72–81. DOI: 10.1016 / j.jaap.2015.12.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саптоади, Х., Пратама, Н. Н. (2015). Использование отработанного масла из пластмасс в качестве частичного заменителя керосина в напорных плитах. Внутр. J. Environ. Sci. Dev . 6, 363–368. DOI: 10.7763 / IJESD.2015.V6.619

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саркер М. и Рашид М. М. (2013). Отработанная смесь пластиков из полистирола и полипропилена в легкое топливо с использованием катализатора Fe2O3. Внутр. J. Renew. Energy Technol. Res . 2, 17–28.

Google Scholar

Со, Й. Х., Ли, К. Х. и Шин, Д. Х. (2003). Исследование каталитической деструкции полиэтилена высокой плотности методом анализа углеводородных групп. J. Anal. Прил. Пирол . 70, 383–398. DOI: 10.1016 / S0165-2370 (02) 00186-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Серрано Д. П., Агуадо Дж. И Эскола Дж. М. (2000). Каталитическая конверсия полистирола над HMCM-41, HZSM-5 и аморфным SiO 2 –Al 2 O 3 : сравнение с термическим крекингом. Прил. Катал. B: Окружающая среда. 25, 181–189. DOI: 10.1016 / S0926-3373 (99) 00130-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Серрано Д. П., Агуадо Дж. И Эскола Дж. М. (2012). Разработка передовых катализаторов для переработки полиолефиновых пластмассовых отходов в топливо и химические вещества. ACS Catal. 2, 1924–1941. DOI: 10.1021 / cs3003403

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шах, Дж., И Ян, М. Р. (2015). Влияние полиэтилентерефталата на каталитический пиролиз полистирола: исследование жидких продуктов. J. Тайваньский институт. Chem. Англ. 51, 96–102. DOI: 10.1016 / j.jtice.2015.01.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сиддики, М. Н., и Редви, Х. Х. (2009). Пиролиз смешанных пластиков для восстановления полезных продуктов. Топливный процесс. Technol. 90, 545–552. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2009.01.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шрининси В., Саэроджи М. Г., Трисунарьянти В., Армунанто Р. и Фалах И. И. (2014).Производство топлива из пластиковых отходов LDPE на природном цеолите на основе металлов Ni, Ni-Mo, Co и Co-Mo. Proc. Environ. Sci. 20, 215–224. DOI: 10.1016 / j.proenv.2014.03.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Syamsiro, M., Cheng, S., Hu, W., Saptoadi, H., Pratama, N. N., Trisunaryanti, W., et al. (2014). Жидкое и газообразное топливо из пластиковых отходов путем последовательного пиролиза и каталитического риформинга на природных цеолитных катализаторах Индонезии. Waste Technol. 2, 44–51. DOI: 10.12777 / Wastech.2.2.44-51

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Текин, К., Акалин, М. К., Кади, К., и Карагез, С. (2012). Каталитическое разложение отработанного полипропилена пиролизом. Дж. Энергия Инс . 85, 150–155. DOI: 10.1179 / 1743967112Z.00000000029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тилакаратне Р., Тессонье Дж. П. и Браун Р. К. (2016). Превращение метокси- и гидроксильных функциональных групп фенольных мономеров над цеолитами. Green Chem. 18, 2231–2239. DOI: 10.1039 / c5gc02548f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уэмичи Ю., Хаттори М., Ито Т., Накамура Дж. И Сугиока М. (1998). Поведение дезактивации цеолита и катализаторов кремнезема-оксида алюминия при разложении полиэтилена. Ind. Eng. Chem. Res. 37, 867–872. DOI: 10.1021 / ie970605c

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уэмичи, Ю., Накамура, Дж., Ито, Т., Сугиока, М., Гарфорт, А.А. и Дуайер Дж. (1999). Превращение полиэтилена в бензиновые топлива путем двухступенчатой ​​каталитической деградации с использованием диоксида кремния – оксида алюминия и цеолита HZSM-5. Ind. Eng. Chem. Res. 38, 385–390. DOI: 10.1021 / ie980341 +

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Укей, Х., Хиросе, Т., Хорикава, С., Такай, Ю., Така, М., Адзума, Н. и др. (2000). Каталитическое разложение полистирола на стирол и конструкция пригодного для повторного использования полистирола с диспергированными катализаторами. Catal.Сегодня 62, 67–75. DOI: 10.1016 / S0920-5861 (00) 00409-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вакас М., Рехан М., Абуриазаиза А. С. и Низами А. С. (2018). «Глава 17 - Биопереработка сточных вод на основе микробной электролизной ячейки: возможности и проблемы», в прогрессе и последние тенденции в микробных топливных элементах , ред. К. Датта и П. Кунду (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Elsevier Inc.), 347 –374. DOI: 10.1016 / B978-0-444-64017-8.00017-8

CrossRef Полный текст

Уильямс, П.Т. (2006). «Выход и состав газов и масел / парафинов от переработки отходов пластика». In Feeds Tock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics: Converting Platinum Platinum to Diesel and Other Fuels , eds J. Scheirs and W. Kaminsky (West Sussex: John Wiley & Sons Press), 285–309.

Google Scholar

Ву, К., и Уильямс, П. Т. (2010). Пиролиз – газификация пластмасс, смешанных пластмасс и реальных пластиковых отходов с катализатором Ni – Mg – Al и без него. Топливо 89, 3022–3032. DOI: 10.1016 / j.fuel.2010.05.032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, J., Chen, T., Luo, X., Han, D., Wang, Z., and Wu, J. (2014). TG / FTIR-анализ поведения при совместном пиролизе PE, PVC и PS. Waste Manag. 34, 676–682. DOI: 10.1016 / j.wasman.2013.12.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюэ, Ю., Джонстон, П., и Бай, X. (2017). Влияние режима контакта катализатора и газовой атмосферы при каталитическом пиролизе пластиковых отходов. Energy Conv. Manag. 142, 441–451. DOI: 10.1016 / j.enconman.2017.03.071

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йошиока, Т., Грауз, Г., Эгер, К., Камински, В., и Окуваки, А. (2004). Пиролиз полиэтилентерефталата в установке с псевдоожиженным слоем. Polym. Деграда. Stab. 86, 499–504. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2004.06.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zeaiter, J. (2014). Исследование процесса пиролиза отходов полиэтилена. Топливо 133, 276–282. DOI: 10.1016 / j.fuel.2014.05.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пиролиз коммунальных отходов | BioEnergy Consult

Пиролиз - это быстро развивающаяся технология термического преобразования биомассы, которая привлекает большое внимание во всем мире благодаря своей высокой эффективности и хорошим экологическим характеристикам. Технология пиролиза дает возможность преобразовывать твердые бытовые отходы, сельскохозяйственные отходы, утиль шин, неперерабатываемые пластмассы и т. Д. В экологически чистую энергию.Он предлагает привлекательный способ преобразования городских отходов в продукты, которые можно эффективно использовать для производства тепла, электроэнергии и химикатов.

Пиролиз коммунальных отходов

Процесс пиролиза состоит из одновременных и последовательных реакций, когда богатый углеродом органический материал нагревается в инертной атмосфере. Проще говоря, пиролиз - это термическое разложение органических материалов в отсутствие кислорода. Термическое разложение органических компонентов в потоке отходов начинается при 350–550 ° C и достигает 700–800 ° C в отсутствие воздуха / кислорода.

Пиролиз городских отходов начинается с механической подготовки и разделения стекла, металлов и инертных материалов перед переработкой оставшихся отходов в реакторе пиролиза. Обычно используемые реакторы пиролиза - это вращающиеся печи, печи с вращающимся подом и печи с псевдоожиженным слоем. Процесс требует внешнего источника тепла для поддержания необходимой высокой температуры.

Пиролиз можно проводить в относительно небольших масштабах, что может помочь снизить затраты на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы.При пиролизе ТБО теплопередача является критической областью, поскольку процесс является эндотермическим, и для удовлетворения требований технологического тепла необходимо обеспечить достаточную поверхность теплопередачи.

Основными продуктами пиролиза городских отходов являются газ с высокой теплотворной способностью (синтез-газ или синтез-газ), биотопливо (бионефть или пиролизное масло) и твердый остаток (уголь). В зависимости от конечной температуры пиролиз ТБО будет давать в основном твердые остатки при низких температурах, менее 450 0 C, когда скорость нагрева довольно низкая, и в основном газы при высоких температурах, превышающих 800 0 C, с быстрым скорости нагрева.При промежуточной температуре и относительно высоких скоростях нагрева основным продуктом является жидкое топливо, широко известное как биомасло.

Широкий ассортимент

Бионефть - это темно-коричневая жидкость, которую можно превратить либо в моторное топливо, либо в процесс газификации до синтез-газа, а затем биодизеля. Пиролизное масло также может использоваться в качестве жидкого топлива для дизельных двигателей и газовых турбин для выработки электроэнергии.

Биомасло особенно привлекательно для совместного сжигания, поскольку с ним относительно легко обращаться и с ним сжигать, чем на твердом топливе, а также дешевле в транспортировке и хранении.Кроме того, биомасло также является жизненно важным источником широкого спектра органических соединений и специальных химикатов.

Синтез-газ представляет собой смесь богатых энергией газов (горючие компоненты включают окись углерода, водород, метан и широкий спектр других летучих органических соединений). Низшая теплотворная способность синтез-газа составляет от 10 до 20 МДж / Нм 3 . Синтез-газ очищается от твердых частиц, углеводородов и растворимых веществ, а затем сжигается для выработки электроэнергии.

Дизельные двигатели, газовые турбины, паровые турбины и котлы могут использоваться непосредственно для выработки электроэнергии и тепла в системах ТЭЦ с использованием синтез-газа и пиролизного масла.Синтез-газ также может использоваться в качестве основного химического вещества в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Твердый остаток пиролиза ТБО, называемый полукоксом, представляет собой сочетание негорючих материалов и углерода. Уголь представляет собой почти чистый углерод и может использоваться в производстве фильтрующих материалов с активированным углем (для обработки воды) или в качестве улучшения сельскохозяйственных почв.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

О Салмане Зафаре

Салман Зафар - генеральный директор BioEnergy Consult, а также международный консультант, советник и инструктор, обладающий опытом в области управления отходами, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, защиты окружающей среды и сохранения ресурсов.Его географические области деятельности включают Азию, Африку и Ближний Восток. Салман успешно выполнил широкий спектр проектов в области биогазовых технологий, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, рециркуляции и управления отходами. Салман принимал участие в многочисленных национальных и международных конференциях по всему миру. Он - плодовитый экологический журналист, автор более 300 статей в известных журналах, журналах и на веб-сайтах. Кроме того, он активно участвует в распространении информации о возобновляемых источниках энергии, управлении отходами и экологической устойчивости через свои блоги и порталы.С Салманом можно связаться по электронной почте [email protected] или [email protected]

IRJET - Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин, для выпуска 5 (май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Issue 5, Май 2021 г. Публикация продолжается ...

Обзор статей


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация в процессе ...

Просмотр Статьи


IRJET получил "Импакт-фактор научного журнала: 7,529" за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


Пиролизное масло - экология с открытым исходным кодом

Main > Energy > Биотопливо


Пиролизное масло или «био-масло» является продуктом пиролиза различных материалов, таких как:

  • При нагревании древесины или другой биомассы до достаточной температуры в среде с низким содержанием кислорода или без кислорода образуются летучие компоненты
  • После охлаждения некоторые из них являются газообразными (водород, окись углерода, газообразные углеводороды), а другие находятся в жидкой форме, так называемое пиролизное масло
  • Это масло является плотным источником топлива - для таких применений, как отопление и производство пара.
  • Таким образом, это менее технологичный заменитель нефтяного топлива в некоторых приложениях с более низкой теплотворной способностью, чем дизельное топливо.
  • В настоящее время не может заменить дизельное топливо в стандартных дизельных двигателях внутреннего сгорания из-за высокой вязкости и кислотности
  • Модернизация биомасла до дизельного топлива с помощью процесса Фишера-Тропша возможна, но не может быть практичной в малых масштабах
  • Существуют также химические пути
  • Недавно был обнаружен дешевый способ с открытым исходным кодом для улучшения биомасла с помощью Red Mud в качестве катализатора.
Бионефть («биокруд») прямо с фермы.
  • Нужно найти для него какой-нибудь паспорт безопасности материала или, возможно, аналогичный продукт «креозит» / древесная смола?
  • ВЕРОЯТНО не очень хорошо
  • Не помешает использовать:
    • Перчатки
    • Вытяжной шкаф и респиратор и / или хорошая вентиляция в рабочем пространстве
  • Пока он не превратится в конечное топливо / продукты, просто используйте:
    • Хорошая вентиляция и мыть руки после воздействия

Сценарии использования

Пиролизное масло чаще всего получают в результате пиролиза биомассы, но также возможны и другие источники, такие как пластиковые отходы и старые шины.Типичные промышленные применения пиролизного масла в качестве топлива:

  • Котлы
  • Печи
  • Генераторы горячей воды
  • Генераторы горячего воздуха
  • Нагреватель теплоносителя
  • Электрогенераторы (смешанные с 50% дизельным топливом)
  • Дизельные насосы (смешанные с 50% дизельного топлива)

Методы использования

  • Может использоваться напрямую (хотя и не так эффективно и загрязняюще) как:
  • В случае переработки его можно использовать в качестве соответствующих углеводородов.
    • Фильтрация, водоотделение + химическая сушка и фракционная перегонка - основные рабочие процессы
    • Можно ли использовать его в качестве сырья для производства биодизеля?
  • Реакторы, скорее всего, также будут производить следующие полезные продукты:

Производство

Фильтрация после производства

  • Простая вакуумная фильтрация через фильтр
  • Можно даже использовать мелкую металлическую сетку для повторного использования (кислотность может быть проблемой для этого, но, возможно, ткань / керамика?)

Водоотделение + сушка

Базовое разделение

  • Разделительная воронка или аналогичное устройство (метод пипетки для небольших объемов, ведра с носиками для дешевых установок и т. Д.) Может отделять большую часть воды
  • Может ли водоотделитель / сифон для дизельного топлива быть хорошим вариантом OTS?
  • Может использоваться автоматическое дозирующее устройство или непрерывный сепаратор масла и воды

Дальнейшая сушка

  • Не требуется для прямого использования
  • Это больше подходит для использования в химической очистке и модернизации
  • Это можно сделать через:
    • Молекулярные сита
    • Вакуумная сушка (при условии, что масло сначала не выкипит, или это учтено)
    • Фракционное замораживание (сублимационная сушка жидких смесей для разделения с помощью разностей сублимации) может работать (требуется исследование)
    • Простые емкости для испарения / пруды в сухой / теплой среде? (требуется дополнительное исследование)

Постфильтрация + сушка Рафинирование / модернизация

  • Не используется ни в каких случаях прямого использования масла
  • Используется для производства синтетических углеводородов на том же уровне, что и разновидности био-сырой или невозобновляемой сырой нефти.
  • Выполнено с использованием того же рабочего процесса, что и другие источники:

Великий эксперимент, который можно провести за семестр, - это создание простого дистилляционного аппарата для проверки процедуры с использованием древесных стружек или газет, а также для измерения чистоты и состава полученного топлива. Контактное лицо: joseph.dolittle в gmail dot com для получения дополнительной информации.

Базовый эксперимент можно легко провести, нагревая биомассу в металлической бочке емкостью 55 галлонов. Может быть применен внешний огонь или установлен электрический нагревательный элемент. Выделяющиеся пары можно направить в другой барабан, погрузив его в холодную воду для образования конденсата. Во втором барабане размещается дренажное отверстие для сброса давления, и газы могут сжигаться или захватываться на этом выходе по мере протекания реакции.Когда вся биомасса будет дистиллирована, подача газа в факел прекратится.

Полученный продукт можно затем проанализировать.

  • Испытание на воспламеняемость
  • Отопление для отвода воды
  • Нагрев для удаления более легких фракций с получением мазута
  • Дальнейшее нагревание для получения более тяжелых масел или смазок
  • Охлаждение на отдельные фазы
  • Замораживание для разделения фаз или для разделения воды
  • Использование кувшина для воды со встроенным краном позволяет легко отделить воду от топлива (аналогично разделительной воронке)
  • Банку с краской в ​​качестве реактора может быть еще проще сделать в небольшом масштабе и дешево

вот пиролизный аппарат в моем понимании:

1.вам нужна печь, вероятно, старая бочка для внешней стороны камеры сгорания, выложенная смесью шамота / песка / опилок внутри. У него будет крышка с умеренным выпускным отверстием (возможно, половина площади крышки будет удалена), которую можно было бы отлить из той же смеси шамота. Также внизу есть отверстие для топлива и воздуха. Вы могли бы запустить его на природном газе, так как в конечном итоге вы, вероятно, просто вернули бы древесный газ обратно в более позднюю версию.

2. Камера для ввода пиролизуемого материала.можно было бы окружить дешевую камеру тонким защитным покрытием. тонкий, чтобы не препятствовать теплопередаче. огнеупорный раствор и, может быть, песок, раствор может стоить 20 долларов за все, что вам понадобится, я думаю. или вам может понадобиться труба большого диаметра и сделать для нее дно и верх из толстых (5/8 "-1/2", я думаю) металлических плит. он должен быть несколько толстым, потому что в противном случае он быстро окислится (гальванизация испарится; хром или эмаль должны будут выдерживать циклы теплового расширения / сжатия; тонкая нержавеющая сталь может быть вариантом) вверху есть отверстие для выхода, есть нет впускного отверстия.

3. тушитель. очевидно, что скорость гашения важна, так как производимые свободные радикалы быстро соединяются, образуя смолу и асфальт, а не более полезные вещества. Обычный способ сделать это - распылить большое количество охлажденного пиролизного масла в горячий поток внутри циклонного сепаратора (например, вашей мукомольной мельницы). Не знаю, насколько это практично. возможно, охлаждение стенок циклонного сепаратора и трубопроводов к нему также проточной водой из вашего холодного колодца подойдет.это будет нуждаться в экспериментах.

4. Хранение газа. масляная бочка, наполненная водой, перевернутая и погруженная в воду. Большая версия того, как собирают газ на уроке химии. пузыри газа через дно, и у вас есть клапан на открытой поверхности, чтобы выпустить газ на досуге. веса на вершине стержня определяют фунт / кв. дюйм хранилища. в конечном итоге этот газ может быть просто перенаправлен обратно в печь, но сначала полезно знать, сколько газа вы получаете, а также вы можете использовать его в качестве газа для приготовления пищи, чтобы вытеснить пропан.

Сначала я говорю «пропустите 3» и просто позвольте пузырькам в воде в 4-м растворе стать закалкой. тогда вы сможете взвесить полукокс и газ и узнать, сколько нефти вы добываете. большая часть нефти, вероятно, будет в пленке на дне газосборника, но я не знаю, как влажность повлияет на нее (я думаю, что некоторые фракции полимеризуются с водой или образуют стабильную эмульсию). Теоретически это была бы лучшая закалка с точки зрения площади поверхности газа до теплоотвода, так что вы получите оценку того, сколько нефти может произвести очень эффективное закалка.затем, когда у вас есть системные данные о расходах и все остальное, вы можете построить циклонный сепаратор и поиграть с некоторыми лучшими идеями гашения.

-эллиот

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Это видео от YouTube Г-на Теслоняна демонстрирует мелкомасштабную фракционную перегонку биомасла из дровяной печи. Очень чистый газ получают, пропуская его через микроперерабатывающий завод (с фильтрами и системой фракционной перегонки). После перегонки газ приводит в действие двигатель внутреннего сгорания, который запускает электрический генератор.

Оценка отработанного моторного масла пиролиза в качестве альтернативного источника топлива для дизельного двигателя

  • 1.

    Cormier SA, Lomnicki S, Backes W., Dellinger B. Происхождение и воздействие на здоровье выбросов токсичных побочных продуктов и мелких частиц в результате сгорания и термического обращение с опасными отходами и материалами. Перспектива здоровья окружающей среды. 2006; 114: 810–7.

    CAS Статья Google Scholar

  • 2.

    Lam SS, Chase HA. Обзор процессов преобразования отходов в энергию с использованием микроволнового пиролиза. Энергии. 2012; 5: 4209–32.

    CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    Сантошкумар А., Ананд Р. Быстрый пиролиз опасных отработанных моторных масел с помощью микроволн в экологически чистые виды топлива. В: Калам А. (ред.) Достижения в области экологического топлива для устойчивой окружающей среды. 2019. С. 119–55.

  • 4.

    Lam SS, Russell AD, Chase HA. Пиролиз с использованием микроволнового нагрева: экологически безопасный процесс переработки отработанного моторного масла.Ind Eng Chem Res. 2010; 49: 10845–51.

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Гомес-Рико М.Ф., Мартин-Гуллон И., Фуллана А., Конеса Дж. А., Фонт Р. Кинетика пиролиза и горения, а также выбросы отработанных смазочных масел. J Anal Appl Пиролиз. 2003. 68–69: 527–46.

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Lalvani JIJR, Parthasarathy M, Dhinesh B, Annamalai K. Совокупное влияние давления впрыска и поршня индуктора турбулентности на характеристики, характеристики сгорания и выбросов дизельного двигателя DI, работающего на смеси биодизеля.Ecotoxicol Environ Saf. 2016; 134: 336–43.

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    Thiyagarajan S, Sonthalia A, Edwin Geo V, Prakash T., Karthickeyan V, Ashok B, et al. Эффект многократного впрыска метанола / н-пентанола в двигатель ХИ, работающий на сафлоровом биодизельном топливе. Топливо. 2020; 261: 116378.

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Mohan D, Pittman CU, Steele PH.Пиролиз древесины / биомассы для бионефти: критический обзор. Энергетическое топливо. 2006; 20: 848–89.

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    Lam SS, Russell AD, Chase HA. Микроволновый пиролиз - новый процесс переработки отработанного автомобильного моторного масла. Энергия. 2010; 35: 2985–91. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.03.033.

    CAS Статья Google Scholar

  • 10.

    Шарма Б.К., Мозер Б.Р., Вермиллион К.Е., Долл К.М., Раджагопалан Н.Производство, характеристика и топливные свойства альтернативного дизельного топлива при пиролизе пластиковых пакетов для пищевых продуктов. Fuel Process Technol. 2014; 122: 79–90. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.01.019.

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Хуанг Ю.Ф., Те Чиуэ П, Ло, SL. Обзор микроволнового пиролиза лигноцеллюлозной биомассы. Sustain Environ Res. 2016; 26: 103–9.

    CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    Ван XH, Чен HP, Дин XJ, Ян HP, Чжан Ш., Шен YQ. Свойства газа и полукокса от микроволнового пиролиза сосновых опилок. Биоресурсы. 2009; 4: 946–59.

    CAS Google Scholar

  • 13.

    Онай О., Коккар О.М. Медленный, быстрый и мгновенный пиролиз рапса. Возобновляемая энергия. 2003. 28: 2417–33.

    CAS Статья Google Scholar

  • 14.

    Tripathi AK, Ojha DK, Vinu R.Селективное производство ценных углеводородов из отработанных моторных масел для мотоциклов путем каталитического быстрого пиролиза с использованием цеолитов. J Anal Appl Пиролиз. 2015; 114: 281–92.

    CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Лю В.Дж., Тиан К., Цзян Х., Чжан ХС, Дин Х.С., Ю Штаб. Выборочное улучшение качества биомасла за счет каталитического быстрого пиролиза биомассы, загрязненной тяжелыми металлами: возьмем в качестве примера медь (Cu). Environ Sci Technol. 2012; 46: 7849–56.

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Лам С.С., Лев Р.К., Ченг С.К., Чейз Н.А. Каталитический микроволновый пиролиз отработанного моторного масла с использованием металлического пиролизного угля. Appl Catal B Environ. 2015; 176–177: 601–17. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.04.014.

    CAS Статья Google Scholar

  • 17.

    Domínguez A, Menéndez JA, Inguanzo M, Bernad PL, Pis JJ.Газохроматографо-масс-спектрометрическое исследование нефтяных фракций, полученных при микроволновом пиролизе различных осадков сточных вод. J Chromatogr A. 2003; 1012: 193–206.

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Инь С. Пиролиз биомассы с помощью микроволн для производства жидкого биотоплива. Биоресур Технол. 2012; 120: 273–84.

    CAS Статья Google Scholar

  • 19.

    Хуссейн З., Хан К.М., Хуссейн К. Пиролиз полистирола при взаимодействии микроволнового излучения с металлами. J Anal Appl Пиролиз. 2010; 89: 39–43.

    CAS Статья Google Scholar

  • 20.

    Zhang Y, Chen P, Liu S, Peng P, Min M, Cheng Y, et al. Влияние характеристик сырья на пиролиз с помощью микроволнового излучения - обзор. Биоресур Технол. 2017; 230: 143–51.

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Lam SS, Wan Mahari WA, Jusoh A, Chong CT, Lee CL, Chase HA. Пиролиз с использованием поглотителей микроволн в качестве реакционного слоя: улучшенный подход к превращению отработанного масла для жарки в продукт биотоплива с желаемыми свойствами. J Clean Prod. 2017; 147: 263–72.

    CAS Статья Google Scholar

  • 22.

    Суриаппарао Д.В., Вину Р. Извлечение ресурсов из синтетических полимеров с помощью микроволнового пиролиза с использованием различных восприимчивых веществ. J Anal Appl Пиролиз.2015; 113: 701–12. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2015.04.021.

    CAS Статья Google Scholar

  • 23.

    Салема А.А., Ани ФН. Пиролиз биомассы из скорлупы масличной пальмы с помощью микроволн с использованием подвесной мешалки. J Anal Appl Пиролиз. 2012; 96: 162–72. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2012.03.018.

    CAS Статья Google Scholar

  • 24.

    Раманатан А., Сантошкумар А.Технико-экономическое обоснование использования отработанного моторного масла пиролиза в дизельном двигателе CRDI. Энергетические процедуры. 2019; 158: 755–60.

    CAS Статья Google Scholar

  • 25.

    Тиягараджан С., Сонталия А., Эдвин Гео В., Ашок Б., Нантагопал К., Картиккиан В. и др. Влияние системы реформинга топлива на основе электромагнита на высоковязкое и низковязкое биотопливо, работающее в тяжелых двигателях с ХИ. J Therm Anal Calorim. 2019; 138: 633–44.

    CAS Статья Google Scholar

  • 26.

    Элумалай П.В., Аннамалай К., Динеш Б. Влияние термобарьерного покрытия на рабочие характеристики, сгорание и выбросы дизельного двигателя DI, работающего на водно-масляной эмульсии биотоплива. J Therm Anal Calorim. 2019; 137: 593–605.

    CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    Kalargaris I, Tian G, Gu S. Анализ горения, производительности и выбросов дизельного двигателя DI с использованием пластикового пиролизного масла. Fuel Process Technol. 2017; 157: 108–15.https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2016.11.016.

    CAS Статья Google Scholar

  • 28.

    Виньесваран Р., Аннамалай К., Динеш Б., Кришнамурти Р. Экспериментальное исследование характеристик немодифицированного дизельного двигателя, сгорания и выбросов с помощью универсальной присадки вместе с водно-дизельным эмульсионным топливом. Energy Convers Manag. 2018; 172: 370–80.

    CAS Статья Google Scholar

  • 29.

    Vedharaj S, Vallinayagam R, Yang WM, Chou SK, Lee PS. Влияние добавления 1,4-диоксана в капок биодизеля на характеристики дизельного двигателя. Appl Energy. 2014; 136: 1166–73.

    CAS Статья Google Scholar

  • 30.

    Нантагопал К., Ашок Б., Гарнепуди Р.С., Тарун К.Р., Динеш Б. Исследование диэтилового эфира в качестве добавки к биодизелю Calophyllum inophyllum для применения в двигателях с ХИ. Energy Convers Manag. 2019; 179: 104–13.

    CAS Статья Google Scholar

  • 31.

    Арпа О., Юмрутас Р., Демирбас А. Производство дизельного топлива из отработанного моторного масла пиролитической перегонкой. Appl Energy. 2010; 87: 122–7. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.05.042.

    CAS Статья Google Scholar

  • 32.

    Бег Р.А., Саркер МРТ, Первез М.Р. Производство дизельного топлива из отработанного моторного масла.Int J Mech Mech Eng. 2010; 10: 1–6.

    Google Scholar

  • 33.

    Арпа О., Юмруташ Р., Аргунхан З. Экспериментальное исследование влияния дизельного топлива, полученного из отработанного смазочного масла, на характеристики двигателя и выброс выхлопных газов. Fuel Process Technol. 2010; 91: 1241–9.

    CAS Статья Google Scholar

  • 34.

    Arpa O, Yumrutas R, Alma MH. Влияние скипидара и бензиноподобного топлива, полученного из отработанного смазочного масла, на характеристики двигателя и выбросы выхлопных газов.Энергия. 2010; 35: 3603–13. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.04.050.

    CAS Статья Google Scholar

  • 35.

    Муруган С., Рамасвами М.С., Нагараджан Г. Сравнительное исследование рабочих характеристик, выбросов и исследований сгорания дизельного двигателя с прямым приводом, использующего смеси дистиллированного пиролизного масла для шин и дизельного топлива. Топливо. 2008; 87: 2111–21.

    CAS Статья Google Scholar

  • 36.

    Хоссейн А.К., Дэвис, Пенсильвания. Пиролизные жидкости и газы как альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания - обзор. Renew Sustain Energy Rev.2013; 21: 165–89. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.12.031.

    CAS Статья Google Scholar

  • 37.

    Sathiyamoorthi R, Sankaranarayanan G. Влияние антиоксидантных присадок на рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателя DICI, использующего чистую смесь масла лемонграсса и дизельного топлива. Топливо.2016; 174: 89–96.

    CAS Статья Google Scholar

  • 38.

    Ян Й., Браммер Дж. Г., Уади М., Саманья Дж., Хорнунг А., Сюй Х. М. и др. Характеристика отработанных промежуточных пиролизных масел для использования в качестве топлива для дизельных двигателей. Топливо. 2013; 103: 247–57.

    CAS Статья Google Scholar

  • 39.

    Муруган С., Рамасвами М.С., Нагараджан Г. Оценка пиролизного масла как источника энергии для дизельных двигателей.Fuel Process Technol. 2009; 90: 67–74. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2008.07.017.

    CAS Статья Google Scholar

  • 40.

    Hürdoğan E, Ozalp C, Kara O, Ozcanli M. Экспериментальное исследование рабочих характеристик и характеристик выбросов отработанных шин пиролизное масло-дизельное топливо в дизельном двигателе. Int J Hydrogen Energy. 2017; 42: 23373–8.

    Артикул Google Scholar

  • 41.

    Шихадех А., Хохгреб С. Сжигание пиролизных масел биомассы в дизельном двигателе. Энергетическое топливо. 2000. 14: 260–74. https://doi.org/10.1021/ef9x.

    CAS Статья Google Scholar

  • 42.

    Hossain AK, Ouadi M, Siddiqui SU, Yang Y, Brammer J, Hornung A, et al. Экспериментальное исследование рабочих характеристик, характеристик выбросов и горения многоцилиндрового двигателя CI с непрямым впрыском, работающего на смесях пиролизного масла ила с биодизелем.Топливо. 2013; 105: 135–42. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.05.007.

    CAS Статья Google Scholar

  • 43.

    Тамилванан А., Баламуруган К., Виджаякумар М. Влияние добавок наномеди на рабочие характеристики, характеристики сгорания и выбросы биодизельного топлива Calophyllum inophyllum в двигателе CI. J Therm Anal Calorim. 2019; 136: 317–30.

    CAS Статья Google Scholar

  • .

    Вам может понравится

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *