Produttore di reattori di pirolisi per il riciclaggio dei rifiuti della Cina che fornisce soluzioni di decomposizione termica per applicazioni di trasformazione dei rifiuti in energia

Produttore di reattori di pirolisi per il riciclaggio dei rifiuti della Cina che fornisce soluzioni di decomposizione termica per applicazioni di trasformazione dei rifiuti in energia

Rispondendo alla domanda fondamentale:Che cosa fornisce un reattore di pirolisi per il riciclaggio dei rifiuti di Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd a un progetto di trasformazione dei rifiuti in energia?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) progetta e fabbrica reattori di pirolisi per la decomposizione termica di pneumatici di scarto, di materie plastiche,e biomassa in un ambiente privo di ossigeno a 400-600°C, trasformandoli in prodotti riciclabili. La materia prima tipica dei pneumatici produce il 40-55% di olio di pirolisi, il 30-35% di carbonio nero e carbone recuperato,e 10-20% di gas non condensabile con un valore calorifico di 20-40 MJ/Nm3 che viene riciclato per riscaldare il reattoreIl tempo di permanenza dei solidi varia da 20 minuti a 2 ore a seconda del tipo di reattore, e l'ossigeno è mantenuto al di sotto dell'1% in volume per evitare la combustione e mantenere il processo al di fuori dell'involucro infiammabile.

1Come si controlla la decomposizione termica

La pirolisi non è un'incinerazione: si tratta di un cracking termico in assenza di ossigeno e la distribuzione del prodotto è regolata da quattro variabili che il reattore deve controllare:

• Temperatura e velocità di riscaldamento:La temperatura determina lo spettro del prodotto: la lenta pirolisi a 400-500°C con velocità di riscaldamento di 5-20°C/min fa favore al liquido e al carbone;una pirolisi rapida superiore a 500°C con velocità di riscaldamento superiori a 50°C/min e brevi tempi di permanenza del vapore inferiori a 2 s massimizza il rendimento liquido della biomassaPer i pneumatici usciti, la finestra pratica è di 450-550°C, mentre per i pneumatici usciti la finestra pratica è di 450-550°C.perché al di sotto di 450 °C la devulcanizzazione è incompleta e al di sopra di 550 °C il cracking secondario converte il petrolio in gas non condensabile e aumenta la formazione di idrocarburi policiclici aromaticiLa temperatura uniforme su tutto il letto è quindi una variabile di qualità, non solo una variabile di throughput.
• Tempo di permanenza del vapore e cracking secondario:Una volta che i volatili lasciano il solido caldo, continuano a reagire nella fase gassosa.riduzione del rendimento liquido e aumento del rendimento del gasLa risposta progettuale consiste nel rimuovere rapidamente i vapori dalla zona calda, nel mantenere il tempo di permanenza del vapore al di sotto di circa 5 s e nel spegnere rapidamente il flusso di vapore in un condensatore.Questo è il motivo più comune per cui un impianto di pirolisi non riesce a raggiungere il suo rendimento di olio progettato: il reattore è corretto ma il percorso del vapore è troppo lungo e troppo caldo.
• Esclusione dell' ossigeno e sicurezza:La pirolisi deve essere eseguita al di sotto della concentrazione di ossigeno limite, in genere mantenuta al di sotto dell'1% in volume, perché il reattore produce un flusso di vapore caldo infiammabile.La tenuta è quindi fondamentale alle estremità di alimentazione e scarico: i forni rotanti e i reattori a auge utilizzano alimentatori a vite sigillati, depurazione dell'azoto e serrature di scarico a doppia porta.l'impianto è classificato secondo ATEX o IECExIl monitoraggio continuo dell'ossigeno con purga automatica di azoto a rilevazione elevata è la prassi standard.
• Preparazione delle materie prime e trasferimento di calore:Il calore deve raggiungere il nucleo di ciascuna particella, quindi la dimensione delle particelle è importante: i frammenti di pneumatici di 20-50 mm e i fiocchi di plastica inferiori a 30 mm forniscono tempi di ciclo pratici, mentre gli pneumatici interi richiedono diverse ore.Il metodo di trasferimento del calore varia a seconda del reattore: forni rotanti riscaldati da radiazioni indirette provenienti dal guscio e da gas caldi, letti fluidizzati che utilizzano sabbia calda come trasportatore di calore, con velocità di riscaldamento superiori a 100°C/min;e i reattori a auge si basano sulla conduzione attraverso la pareteL'umidità della materia prima superiore al 15-20% spreca energia e deve essere pre-essicata per il recupero energetico netto positivo.

2Tipo di reattore e gestione del prodotto

Quattro configurazioni di reattori dominano la pirolisi commerciale e la selezione è determinata dalla forma della materia prima e dal rendimento richiesto:

• Forno rotativo:Un tamburo rotante leggermente inclinato riscaldato esternamente, di tipicamente 1-3 m di diametro e 10-30 m di lunghezza, con i solidi che si muovono per rotazione e gravità con un tempo di permanenza di 30-90 min.I forni rotanti tollerano quasi tutte le materie prime, compresi i pneumatici interi o tritati, sono meccanicamente semplici e ben collaudati, e gestiscono da 5 a 50 t/giorno per unità.e una tendenza verso la coccatura a tamburo che richiede un periodico burn-outEssi rimangono il cavallo di battaglia per i flussi di rifiuti misti e contaminati.
• Reattori a letto fluidizzato:Un letto fluidizzato fluidifica l'alimentazione nella sabbia calda a 480-550°C, dando velocità di riscaldamento molto elevate superiori a 100°C/min e un'eccellente uniformità di temperatura,che massimizza il rendimento liquido della biomassa e dà una consistenza del prodotto ristrettaUn sistema di separazione e ricircolazione della sabbia è necessario per il trasporto di materiale attraverso un tubo riscaldato mediante un trasportatore a vite.con tempo di permanenza impostato in funzione della velocità della vite: compatto e continuo, ma limitato dal trasferimento di calore a parete, quindi il throughput per unità è modesto e il scale-up significa più viti parallele.
• Sistemi a serie e semicontinui:La pirolisi a lotti utilizza una retorta sigillata caricata a pieno carico, riscaldata durante il ciclo, raffreddata e scaricata, con tempi di ciclo di 8-20 ore, compreso il riscaldamento e il raffreddamento.Il costo del capitale è il più basso e la progettazione è la più semplice, adatto a piccoli impianti di meno di 5 t/giorno e a materie prime variabili o stagionali.carico e scarico ad alta intensità di manodoperaI disegni semicontinui con molteplici retorti operati fuori fase recuperano gran parte dell'efficienza termica mantenendo la flessibilità.
• Recupero dei prodotti e controllo delle emissioni:Il reattore è solo una parte del sistema. I vapori passano a un condensatore, tipicamente un condensatore a contatto diretto o a guscio e tubo seguito da un precipitatore o demister elettrostatico,per la produzione di olio di pirolisi con un valore calorico compreso tra 40 e 44 MJ/kgIl gas non condensabile viene lavato per rimuovere solfuro di idrogeno e cloruro di idrogeno, quindi restituito ai bruciatori del reattore, che in genere forniscono il 60-100% del calore del processo.Il carbone e il nero di carbonio vengono scaricati attraverso una vite di raffreddamento sigillataIl trattamento dei gas di combustione e il controllo continuo delle emissioni completano il pacchetto di autorizzazioni.

Tipo di reattore di pirolisi Matrice di confronto

Domande frequenti (FAQ)

D: Quali prodotti produce la pirolisi dei rifiuti e in quale quantità?

R: Per gli scarti di pneumatici, la distribuzione tipica per massa è del 40-55% di olio di pirolisi, del 30-35% di carbone solido recuperato come nero di carbonio, del 10-15% di filo d'acciaio e del 10-20% di gas non condensabile.I rifiuti di plastica danno un rendimento liquido superiore del 60-80% per le poliolefine come il polietilene e il polipropilene, con meno carbonio, mentre la biomassa fornisce un liquido del 60-75% in condizioni di pirolisi rapida, ma il liquido è un bio-olio acido e ossigenato che richiede un aggiornamento piuttosto che un olio pronto per il combustibile.Il gas non condensabile ha un valore calorifico di 20-40 MJ/Nm3 e viene normalmente riciclato per accendere il reattore, che rende l'energia del processo autosufficiente e migliora sostanzialmente l'economia del progetto.

D: Perché la pirolisi deve funzionare senza ossigeno?

R: L'ossigeno cambia la chimica dalla decomposizione termica alla combustione.aumentando la temperatura del reattore in modo incontrollabile perché l'ossidazione è fortemente esotermicaLa pratica industriale contiene ossigeno inferiore all'1% in volume.ben al di sotto della concentrazione limite di ossigeno per la miscela di vapore, con alimentazione sigillata, depurazione dell'azoto e analisi continua dell'ossigeno con blocco automatico di depurazione dell'azoto.L'ingresso di ossigeno attraverso un sigillo rotativo che perde o una tramoggia di alimentazione mal sigillata è la causa più comune sia di perdita del prodotto che di incidenti di sicurezza.

D: Come viene riscaldato il reattore di pirolisi e l'energia del processo è autosufficiente?

A: Il riscaldamento avviene indirettamente bruciando combustibile in una giacca esterna o in una cassetta del fuoco, oppure direttamente attraverso la circolazione di gas caldi o un solido vettore di calore come la sabbia.,il gas non condensabile prodotto dal processo stesso viene pulito e rifornito ai bruciatori, fornendo in genere il 60-100% del fabbisogno di calore del processo,rendere un impianto ben progettato autosufficiente in termini di energia dopo l'avvioPoiché l'equilibrio energetico dipende dal rendimento, gli impianti con scarsa tenuta del vapore e un'eccessiva cracking secondaria producono più gas e meno petrolio, il che migliora l'autosufficienza ma peggiora i ricavi.dato che il petrolio è il prodotto di maggior valore.

D: Quali sono i controlli ambientali richiesti per un impianto di pirolisi?

Le emissioni atmosferiche: il gas di combustione dei bruciatori richiede un trattamento per particolato, ossidi di azoto, anidride solforosa e cloruro di idrogeno,con monitoraggio continuo delle emissioni se richiesto dal permessoLe acque reflue: i condensatori a contatto diretto e gli scrubber generano un gas oleoso,Acque reflue fenoliche che devono essere trattate prima dello scarico ed è spesso la parte più sottovalutata dell'impianto- residui solidi: carbone e nero di carbone devono essere caratterizzati prima della vendita o dello smaltimento, poiché il carbone dei pneumatici conserva zinco e zolfo.Le perdite di vapore e le prese d'aria di stoccaggio devono essere catturate e trattate, di solito per assorbimento di carbonio o ossidazione termica.