Утилизация высвобождаемых средств индивидуальной защиты способом бескислородного термического пиролиза
RECYCLING OF RELEASED PERSONAL PROTECTIVE MEANS BY THE METHOD OF OXYGEN FREE THERMAL PYROLYSIS

Изобретение относится к способам утилизации резиновых отходов средств индивидуальной защиты (СИЗ), а именно к разработке способа утилизации СИЗ (с истекшим сроком хранения).
В настоящее время на складах и базах Министерства обороны Российской Федерации (МО РФ) скопилось значительное количество средств индивидуальной защиты военнослужащих с истекшими сроками хранения. В связи с этим возникла необходимость разработки технических решений по их утилизации. Направления разработки технологии утилизации в МО РФ не развиваются, предлагается утилизировать СИЗ силами сторонних организаций, в которых основным способом утилизации является способ сжигания, захоронения [1].
Утилизация СИЗ способом бескислородного термического пиролиза до настоящего времени не предлагалась.
Нами разработан способ утилизации СИЗ, заключающийся в использовании процесса бескислородного термического пиролиза.
Предложенный способ утилизации обладает следующими достоинствами:
- пиролиз существенно снижает загрязнение атмосферы по сравнению с процессом простого сжигания;
- практическое применение конечных продуктов утилизации: в результате пиролиза получаются вещества, сходные с продуктами крекинга нефти и представляют собой материал для нефтехимического синтеза.
В результате утилизации СИЗ способом бескислородного термического пиролиза получаются следующие продукты:
- пиролизное масло: 20% ~ 65% от веса загрузки;
- углерод 30% - 40%, для больших установок рекомендуется станок для прессовки порошка в угольные стержни, используемых как топливо или перемалывание углерода в пудру для дальнейшего использования в производстве шин, резины, красок;
- отходы воды и пара: 5% ~ 10%;
- горючие пиролизные газы - 10%.
Оборудование для высокотемпературного разложения без доступа кислорода (пиролиза) СИЗ представляет собой реактор, включенный в технологическую схему производства продуктов пиролиза. Интервал рабочих температур 500-700 С.
Типовая технологическая схема пиролиза включает в себя следующие этапы:
- подача измельченных резиновых отходов в реактор с обогревом 700-800 С, где идет термическое разложение;
- отбор продуктов разложения - твердый углеродистый остаток, смола и газ;
- очистка полученного газа от серных соединений щелочной промывкой и использование его для обогрева реактора;
При варьировании условий проведения процесса можно получить разный выход продуктов пиролиза, так, например, при 600°С и 14 мин пиролиза получается 10% газа, 50% смолы и 40% твердого остатка, а при 800°С 10 мин соответственно 30% газа, 39% смолы и 30 твердого остатка.
Характеристика продуктов пиролиза:
2
5
4
Газообразные продукты - состоят преимущественно из углеводородов С-С, СН, водорода, наличия смеси углекислого газа и водорода, азота и кислорода.
Жидкие продукты - смолы с различным содержанием серы. Смолы также содержат значительное количество низкокипящих фракций и соответственно не могут быть использованы как котельное топливо из-за низкой температуры вспышки. Проверена возможность использования смолы в смеси с каменноугольной смолой в качестве связующего для брикетирования коксовой мелочи, полученные брикеты обладают высокой прочностью и влагостойкостью.
Твердые продукты. При пиролизе на воздушном или кислородном дутье твердый остаток представляет собой инертный шлак, который можно использовать как наполнитель для легких бетонов. При пиролизе в инертной среде твердый остаток представляет собой сочетание углеводородов и зольного остатка из-за неорганических составляющих в резиновых смесях. Содержание золы составляет 12-15%. Снижение зольности достигают обработкой раствором серной кислоты. Твердые продукты предлагается использовать в резиновых смесях.
В результате пиролиза СИЗ получаются вещества, сходные с продуктами крекинга нефти и представляют собой материал для нефтехимического синтеза. Кроме того, пиролиз существенно снижает загрязнение атмосферы по сравнению с процессом простого сжигания.
При повышении температуры процесса наблюдается значительный рост выхода жидких продуктов, выход твердого остатка резко уменьшается, а газообразных продуктов изменяется несущественно в сторону некоторого увеличения. Однако изменение температурного режима разложения СИЗ существенно влияет на состав газа. Повышение температуры приводит к уменьшению в нем окиси и двуокиси углерода, при этом увеличивается концентрация водорода и метана, уменьшается плотность газа и повышается теплота сгорания газа. Дальнейший подъем температуры до 600-650°С оказывает очень незначительное влияние на выход продуктов бескислородного термического пиролиза. Следует отметить, что при сокращении времени протекания реакции соотношение продуктов пиролиза значительно изменяется - увеличился выход твердого остатка и соответственно уменьшился выход пирогазовой смеси [2-5].
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников
1. Некрасов В.Г. Вторичные энергоресурсы // Промышленная энергетика. - 1992. - №7. - С. 42-45.
2. Лисовский В.А. Проблемы сбора, переработка и утилизация отходов: Сборник научных статей. - Одесса: ОЦНТЭИ, 2001. - С. 150-154.
3. Григорьева Н.А., Жагфаров Ф.Г. Пиролиз углеводородного сырья. Методические указания по выполнению курсового проектирования. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006 - 32 с.
4. Масальский К.Е., Годик В.М. Пиролизные установки (проектирование и эксплуатация), М., Изд. «Химия», 1968 - 144 с.
5. Богаров Ю.Н., Масальский К.Е., Гершова И.Ш. Конструктивное оформление печей пиролиза, М., ИНИИТЭ нефтехимия, 1972 - 44 с.