روغن پیرولیز لاستیک چیست؟ نحوه تولید سوخت از پیرولیز لاستیک

لاستیک‌های زائد به عنوان «آلودگی سیاه» شناخته می‌شوند و تخریب آنها بسیار دشوار است. جابجایی ایمن و بازیافت لاستیک‌های زباله همواره مورد توجه و مشکل صنعت جهانی لاستیک بوده است. تولید روغن پیرولیز از تایرهای لاستیکی بازیافتی برای مقابله با چالش های زیست محیطی و انرژی بسیار مهم است. این فرآیند نوآورانه، تایرهای دور ریز را به یک منبع سوخت با ارزش تبدیل می کند و از تجمع انبوه زباله های غیرقابل تجزیه در محل های دفن زباله می کاهد. روغن پیرولیز، به عنوان یک منبع انرژی جایگزین عمل می کند و به طور بالقوه جایگزین سوخت های فسیلی در کاربردهای صنعتی می شود. علاوه بر این، این فرآیند، انتشار گازهای گلخانه‌ای را در مقایسه با سوزاندن سنتی به حداقل می‌رساند. در این مقاله، به بررسی فرآیند پیرولیز لاستیک و تولید روغن پیرولیز بعنوان سوخت می پردازیم.

---

همچنین بخوانید:

♣ انرژی های تجدیدپذیر

♣ شیرین سازی مشتقات نفتی | حذف سولفور

---

پیرولیز لاستیک چیست؟

پیرولیز پلاستیک یک فرآیند شیمیایی است که زباله های پلاستیکی را از طریق تجزیه حرارتی در غیاب اکسیژن به محصولات مفیدی مانند سوخت مایع، گازها و زغال سنگ تبدیل می کند. این فرآیند شامل حرارت دادن مواد پلاستیکی به دماهای بالا، معمولاً بین 400 درجه سانتیگراد تا 600 درجه سانتیگراد است که باعث می شود زنجیره های پلیمری طولانی در پلاستیک به مولکول های هیدروکربنی کوچکتر تجزیه شوند. سپس این محصولات جانبی می توانند پالایش شوند و به عنوان سوخت جایگزین، مواد خام برای صنایع شیمیایی یا منابع انرژی مورد استفاده قرار گیرند.

انواع پیرولیز و کاربردهای آن

پیرولیز، تجزیه حرارتی مواد آلی در غیاب اکسیژن، یک فرآیند همه کاره است که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. بر اساس دما، نرخ گرمایش و خروجی مورد نظر طبقه بندی می شود. انواع اصلی پیرولیز عبارتند از:

1. پیرولیز آهسته:

ویژگی های فرآیند، شامل سرعت گرمایش کم در حدود 0.1-1 درجه سانتیگراد در ثانیه و مدت زمان ماند طولانی در محدوده دمایی 300-600 درجه سانتیگراد است. محصولات حاصل از این روش، در درجه اول بیوچار با مقداری روغن زیستی و گاز سنتز است. کاربردهای آن در تولید بیوچار برای افزایش خاک و ترسیب کربن است.

2. پیرولیز سریع:

ویژگی های این فرآیند، سرعت گرمایش بالا (10-200 درجه سانتیگراد در ثانیه) و زمان ماند کوتاه در حد ثانیه است. محدوده دمایی 400-600 درجه سانتیگراد است و محصولات عمدتاً روغن زیستی (تا 75 درصد عملکرد) همراه با گاز سنتز و زغال سنگ است. کاربردهای آن تولید روغن زیستی برای سوخت، مواد شیمیایی و مواد اولیه است.

3. فلاش پیرولیز:

ویژگی های فرآیند سرعت گرمایش بسیار بالا (> 1000 درجه سانتیگراد در ثانیه) و زمان ماند بسیار کوتاه در حد میلی ثانیه است. محدوده دمایی بین 400-600 درجه سانتیگراد است. محصولات آن شامل بازده بالای روغن زیستی با حداقل زغال سنگ و گاز سنتز است. کاربردهای آن در تبدیل سریع برای تولید روغن زیستی در فناوری‌های تجربی یا تخصصی است.

4. هیدروپیرولیز:

این فرآیند در اتمسفر غنی از هیدروژن و در محدوده دمایی 300-600 درجه سانتیگراد انجام می شود. محصولاتی شامل هیدروکربن ها و سوخت های با ارزش بالاتر تولید می کند. کاربردهای آن برای تولید سوخت، به ویژه در ارتقاء زیست توده به سوخت مایع است.

5. پیرولیز کاتالیزوری:

این فرآیند از یک کاتالیزور برای تأثیرگذاری بر مسیرهای واکنش استفاده می کند. محدوده دمایی آن بسته به کاتالیزور بین 400-700 درجه سانتیگراد است. محصولاتی از قبیل ترکیبات خاصی مانند هیدروکربن های معطر یا الفین ها را تولید می کند. کاربرد آن در  پالایش کیفیت روغن زیستی و افزایش تولید مواد شیمیایی است.

6. پیرولیز خلاء

فرآیند، تحت فشار کم (خلاء) و در محدوده دمایی 350-450 درجه سانتیگراد انجام می شود. محصولات حاصل از این فرآیند، روغن زیستی با کیفیت بالا با کاهش ترک خوردگی حرارتی است. کاربردهای آن، شامل مواد اولیه ظریف و تولید تخصصی روغن زیستی است.

7. پیرولیز مایکروویو

این فرآیند از انرژی مایکروویو برای گرم کردن مواد اولیه استفاده می کند. محدوده دما بسته به توان ورودی و مواد، متفاوت است. سپس این فرآیند، روغن زیستی، بیوچار و گاز سنتز را با گرمایش کم مصرف تولید می کند. کاربرد آن در تبدیل زیست توده با انرژی کارآمد است.

8. پیرولیز پلاسما

این فرآیند، از پلاسما برای رسیدن به دمای بسیار بالا (> 1000 درجه سانتیگراد) استفاده می کند و به شکل حرارت دادن و تجزیه آنی است. از خروجی آن، گاز سنتز و بقایای منجمد حاصل از زباله تولید می شود. کاربردهای آن در تصفیه زباله های خطرناک و بازیافت انرژی است.

9. کربن سازی

این فرآیند، شکلی از پیرولیز آهسته با تمرکز بر عملکرد زغال سنگ بالا است که در محدوده دمایی 400-600 درجه سانتیگراد انجام می شود. محصول خروجی آن، بیوچار است و  برای تولید زغال سنگ و سنتز مواد کربنی به کار می رود.

10. تجزیه گازی مرتبط با گاز

 فرآیند به صورت پشت سر هم با اکسیداسیون جزئی برای تبدیل محصولات پیرولیز به گاز سنتز عمل می کند. محدوده دمایی آن بین 700-1000 درجه سانتیگراد است. محصولات خروجی آن شامل گاز سنتز (CO + H2) است. کاربردهای آن در تولید انرژی و سنتز سوخت یا مواد شیمیایی است.

11. پیرولیز میانی

در این فرآیند، نرخ گرمایش ​​و زمان ماند متوسط و  محدوده دمایی بین 300-500 درجه سانتیگراد است. این فرآیند، تولید متعادل نفت زیستی، بیوچار و گاز سنتز می کند. کاربردهای آن در سیستم های انرژی در مقیاس کوچک و توزیع شده است.

کاربرد روغن پیرولیز لاستیک چیست؟

استفاده از روغن لاستیک گسترده است. روغن پیرولیز لاستیک زباله عمدتا به عنوان سوخت در صنایع سنگین مانند کارخانه های سیمان، کارخانه های شیشه، کارخانه های سرامیک، کارخانه های آجر، نیروگاه های نفت سنگین، کارخانه های فولاد و کارخانه های دیگ بخار و مرکز تامین گرم و غیره استفاده می شود. همچنین می توان آن را توسط واحد تقطیر روغن پسماند به سوخت دیزل تبدیل کرد تا در مناطق بیشتری استفاده شود یا با قیمت بالاتر فروخته شود.

مراحل تولید روغن پیرولیز لاستیک از تایر فرسوده

فرآیند پیرولیز برای تایرهای لاستیکی شامل چندین مرحله است که هر کدام برای تجزیه لاستیک به محصولات جانبی ارزشمند مانند روغن پیرولیز، کربن سیاه، گاز سنتز و فولاد طراحی شده‌اند.

مراحل اصلی پیرولیز پلاستیک به شرح زیر است:

1. قبل از فرآیند:

 لاستیک ها به قطعات کوچکتر خرد می شوند تا انتقال حرارت را بهبود بخشند و فرآیند پیرولیز را بهینه کنند. سمه‌ها و سیم‌های فولادی معمولاً با جداکننده‌های مغناطیسی از لاستیک‌ها جدا می‌شوند تا از آسیب دیدگی تجهیزات و بازیابی فولاد برای بازیافت جلوگیری شود.

2. گرمایش و تجزیه حرارتی:

مواد لاستیک خرد شده به راکتور وارد می شود و به تدریج تا محدوده دمایی 300 تا 600 درجه سانتی گراد در یک محیط بدون اکسیژن گرم می شود تا از احتراق جلوگیری شود. گرما، زنجیره‌های پلیمری طولانی در لاستیک را به مولکول‌های هیدروکربنی کوچک‌تر می‌شکند و روغن، گازها و بقایای جامد تولید می‌کند.

3. جمع آوری محصولات جانبی:

گاز سنتز تولیدی در طی پیرولیز جمع آوری می شود و می تواند برای سوخت رآکتور یا برای تولید انرژی مورد استفاده مجدد قرار گیرد. بخارات حاصل از فرآیند تجزیه سرد و به روغن پیرولیز، سوخت مایع با کاربردهای صنعتی متعدد، متراکم و سپس کربن سیاه و هر فولاد باقی مانده؛ جمع آوری می شود. کربن سیاه را می توان در کاربردهای مختلف، مانند تولید لاستیک یا به عنوان سوخت، فرآوری کرد و دوباره از آن استفاده کرد.

4. محصولات جانبی پس از فرآوری:

روغن پیرولیز خام ممکن است بیشتر تصفیه شود تا کیفیت و قابلیت استفاده آن به عنوان سوخت یا ماده اولیه بهبود یابد. کربن سیاه برای استفاده مجدد در کاربردهای صنعتی الک و خالص می شود. فولاد استخراج شده به مراکز بازیافت فرستاده می شود.

5. کنترل انتشار:

سیستم های پیشرفته فیلتراسیون و شستشو تضمین می کنند که هرگونه انتشار، مانند گازهای دودکش، مطابق با استانداردهای زیست محیطی و به حداقل رساندن آلودگی تصفیه می شود. فرآیند پیرولیز، لاستیک‌های زباله را به محصولات ارزشمند تبدیل می‌کند و باعث افزایش پایداری و کاهش آلودگی‌های محیطی می‌شود.

لزوم سولفورزدایی از روغن پیرولیز

سولفورزدایی از روغن پیرولیز لاستیک یک فرآیند حیاتی برای بهبود کیفیت این روغن و کاهش اثرات زیست‌محیطی آن است. روغن حاصل از پیرولیز لاستیک‌ها معمولاً حاوی مقادیر قابل توجهی ترکیبات گوگردی است که می‌توانند باعث انتشار گازهای آلاینده نظیر دی‌اکسید گوگرد (SO₂) در زمان سوختن شوند. این آلاینده‌ها نه‌تنها به محیط زیست آسیب می‌زنند، بلکه مانع استفاده گسترده از این روغن به‌عنوان سوخت جایگزین یا ماده اولیه در صنایع پتروشیمی می‌شوند.

کلام آخر:

روغن پیرولیز مشتق شده از لاستیک یک راه حل پایدار و نوآورانه برای چالش های جهانی مدیریت زباله و کمبود انرژی ارائه می دهد. روغن پیرولیز تشکیل شده از پلاستیک، حاوی مقادیر بالایی از ترکیبات گوگردی است. شرکت آرال شیمی برای حذف گوگرد از روغن پرولیز پلاستیک، دو محصول کاتالیست را توصیه می کند. کاتالیست دسولفاکس، با از بین بردن ترکیبات مرکاپتان، بوی گوگرد را می زداید. کاتالیست سولفورین، با استفاده از روش سولفورزدایی اکسیداسیون و در شرایط محیط، می تواند کلیه ترکیبات گوگردی را از بین ببرد.