Projektowanie maszyn i urządzeń w procesie PIROLIZY „PERPETUUM MOBILE” produkcji
Jako firma projektowa inżynierska stajemy przed różnego typu wyzwaniami konstrukcyjnymi i technologicznymi. Projektowanie maszyn i urządzeń, projekty koncepcyjne, wykonawcze,
projektowanie 3D. I choć zakres realizacji jest tak duży, jak ilość gałęzi przemysłu, to bez wątpienia największe emocje budziły, budzą i budzić będą te eksperymentalne, niepowtarzalne i prototypowe. Ze względu na swą wyjątkowość i niewątpliwie skomplikowaną naturę.
Bezsprzecznie jednym z ciekawszych projektów koncepcyjnych był projekt związany z procesem pirolizy. Wyzwanie i wiedza na pograniczu chemii, fizyki i inżynierii. Związany z zagadnieniami typu: reaktory, frakcje, katalizatory, gazy, oleje pirolityczne i reakcje rozkładów endotermicznych. Temat godny uwagi i zapamiętania. W związku z tym, postanowiliśmy raz jeszcze o nim wspomnieć i choć trochę przybliżyć proces pirolizy.
Co to jest piroliza?
Piroliza (gr. pyro, ogień, i lysis, rozpad), sucha destylacja, destylacja rozkładowa – jest to proces degradacji zachodzący pod wpływem wysokiej temperatury[1] i prowadzony bez tlenu i innych celowo dodawanych reagentów[2]. Podobnym procesem jest przebiegające w niższej temperaturze wytlewanie.
Projektowanie maszyn i urządzeń instalacji
Zaprojektowanie instalacji pirolitycznej to między innymi dobór i projekt poszczególnych urządzeń linii produkcyjnej. Począwszy od reaktora, katalizator, wymienniki ciepła, osadniki, przez rurociągi, zbiorniki frakcyjne i buforowe. Uwzględnienie mechanicznego załadunku i rozładunku otrzymanych w procesie produkcji i zachodzących reakcji, składników (stal, sadza). To przede wszystkim poznanie całego procesu i wymogów technologicznych. Rozplanowanie procesu zgodnie z myślą inżynierską i obowiązującymi normami.
Opis procesu pirolizy gumy
Piroliza odpadów gumowych przebiega w temperaturze od 300°C do 550°C. Dla wyjaśnienia, z uwagi na to, iż reakcja rozkładu jest endotermiczna konieczne jest intensywne podgrzanie reaktora do osiągnięcia temperatury ok. 300°C. Przy tak rozgrzanym reaktorze, rozpoczyna się proces pirolizy. Reaktor będący częścią zestawu, zawiera katalizator. Obracana komora katalizatora pozwala uzyskać równomierny rozkład temperatury i uniknąć osadzania się pyłów na jego dnie. Katalizatorem jest w tym przypadku zeolit.
W wyniku pirolizy otrzymujemy pary węglowodorów. Kierujemy je poprzez chłodnicę wodną do układu kondensacji. W układzie tym, w pierwszej kolejności wykraplają się najcięższe frakcje. Tak otrzymane oleje pirolityczne, w rezultacie kierujemy do zbiornika oleju.
Nieskroplone frakcje natomiast kierujemy na drugi układ kondensacji, gdzie następuje skroplenie pozostałych frakcji olejowych. Frakcja olejowa, po oddzieleniu wody i filtracji od zanieczyszczeń stałych jest kierowana do zbiornika oleju pirolitycznego. Nieskroplona frakcja gazowa natomiast jest zawracana do zasilania reaktora celem podtrzymania reakcji pirolizy.
W reakcji pirolizy otrzymujemy gaz palny, który na koniec jest filtrowany i czyszczony. Dopiero tak przygotowany gaz służy do podtrzymania pracy reaktora i do gromadzenia nadmiaru gazu w zbiornikach buforowych.
Reasumując. Zgromadzony gaz służy do kolejnego uruchomienia reaktora w procesie pirolizy.
Niesamowite prawda? Projekt nieco skomplikowany, ale z pewnością godny uwagi. W przeciwieństwie do typowych rozwiązań mechanicznych i konstrukcyjnych bez wątpienia pozostanie na długo w naszych głowach. W końcu marzenia o stworzeniu samonapędzających się maszyn towarzyszyły człowiekowi od dawna! Tak blisko do Perpetuum mobile, które w efekcie całego procesu samo się napędza 😉
