Статьи

Получение энергии путем переработки пластика 25.09.2019

Получение энергии путем переработки пластика

Потребительская способность населения планеты растет, а вместе с ней увеличиваются и объемы отходов. Большая часть выброшенных изделий изготавливается из пластика. Этот материал используется в самых разных сферах: пищевая промышленность, медицина, машиностроение, канцелярия и другие. Темпы роста массы мусора из полимеров растут с каждым годом, а, как известно, пластик разлагается слишком долго. Многим уже приходила мысль использовать его в качестве источника энергии, однако здесь есть небольшая загвоздка. Самый простой способ — сжечь пластик, но так природе будет нанесен непоправимый ущерб. Ученые не остановились и решили, что лучшим способом получить энергию от переработки полимеров будет пиролиз.

Суть метода

Пиролизом называют цепочку реакций разложения в инертной среде. Температура при этом достигает около 650 С. Отличие пиролиза от обыкновенного сжигания заключается в том, что не образуются вредные для экологии вещества.

Чтобы при разложении в резервуар не попал кислород, используются специальные печи. Их можно условно разделить на 2 части. В первой половине проходит сам процесс горения. В ней полимеры разлагаются на составляющие. В другой части полученные продукты конденсируются и подвергаются дегидрированию.

Технология не нова. Ее использовали в промышленности еще в конце XIV века. Именно тогда люди впервые стали задумываться о том, что отходы полимеров могут быть хорошим источником энергии.

Механизм

Процесс состоит из 3 этапов:

  1. Сначала пластик нагревается до 300 °С. На этом этапе выделяются большие объемы тепла. Образуются как жидкие, так и газообразные вещества.
  2. Когда температура достигает 400 °С, нужно переходить к следующему этапу. Сырье снова нагревается, но на этот раз уже до максимума (чаще всего 650°С). После этого жидкие компоненты до конца разлагаются. На дне емкости оседает коксовый остаток.
  3. На последнем этапе все продукты химических реакций собираются, очищаются. Если в этом есть необходимость, они также разделяются на компоненты.

Конечные продукты

С помощью данной технологии получают следующие продукты:

  • Пиролизный газ. Обычно вещество в дальнейшем не используют. Его подают на горелку печи. Он состоит из комбинации водорода, пропилена и этилена.
  • Котельное горючее. После того, как жидкие продукты подвергаются очистке, из них образуется топливо. Его состав почти полностью совпадает с дизельным
  • Коксовый остаток. Он представляет собой инертное вещество. Остаток не наносит вред ни здоровью человека, ни окружающей среде. Материал используется в строительстве. 
  • Бензин. Еще одним продуктом пиролиза является бензин. Его содержание по отношению к массе исходного сырья может достигать 75%. У нефти этот показатель составляет лишь 55%. Конечно, такой бензин нельзя сразу заливать в машину. Его необходимо будет очистить и подвергнуть перегонке.

Пиролиз в цифрах

  • При переработке пластика в среднем получается собрать 10% газообразных веществ, 85% жидких и 5% несжигаемой золы.
  • Когда сжигается 1 тонна пластика, выделяется такое же количество тепла, как при сжигании 0,5 т. нефти. Этот показатель считается крайне высоким.
  • В Европе переработка полимеров набирает популярность. В некоторых ТЭЦ по меньшей мере 50% топлива получается от реакций разложения.
  • Если правильно регулировать  температуру, можно изменять состав и свойства конечных продуктов. Например, если температура, при которой сжигают пластиковый лист, будет ниже 600°С, тогда жидких составляющих будет больше. При более высокой температуре получится больше газа.

Пиролиз в данный момент чаще используют как способ утилизации полимеров, однако с развитием технологий ученые находят все больше и больше способов его использования. Дальнейшее изучение процесса сделает его более доступным. Ученые из многих стран занимаются этим вопросом и пытаются оптимизировать процесс. Возможно, уже очень скоро пластик станет полноценной альтернативой для традиционных видов топлива.


Возврат к списку