При рассмотрении термической обработки отходов вы можете столкнуться с такими терминами, как «прокаливание» и «пиролиз». Хотя оба процесса включают нагрев материалов, они принципиально различаются по целям и результатам. Понимание этих различий имеет решающее значение для выбора наиболее эффективной технологии для ваших конкретных потребностей в обработке отходов.

Что такое прокаливание?

Прокаливание — это процесс термической обработки неорганических материалов, таких как минералы или руды, для удаления летучих компонентов или инициирования химических изменений. Обычно он включает нагрев материала в присутствии воздуха или кислорода, что приводит к разложению или фазовому превращению без плавления вещества.

Основная цель прокаливания — очистка или стабилизация материала для дальнейшего использования. Например, в известковой промышленности известняк (CaCO₃) прокаливают при температуре около 900-1000°C для получения негашеной извести (CaO) и диоксида углерода. Этот процесс необходим в таких отраслях, как производство цемента, металлургия и керамика, где цель состоит в создании более простых, более реакционноспособных соединений. В результате прокаливания часто образуется твердый остаток, такой как оксиды или зола, с пониженным содержанием влаги и примесей. Это энергоэффективный метод для материалов, которые не требуют полного разложения, но он может приводить к выбросам, например, CO₂, что требует надлежащего контроля в современных установках.

В контексте переработки отходов процессы, подобные прокаливанию (иногда пересекающиеся с сжиганием), используются для преобразования общих отходов в инертную золу, минимизируя объем для захоронения на свалках. Однако этот подход ориентирован на уничтожение, а не на извлечение ресурсов.

Процесс кальцинирования

Что такое пиролиз?

Пиролиз — это термохимический процесс, который разлагает органические материалы, такие как пластмассы или шины, при повышенных температурах в отсутствие кислорода. Эта бескислородная среда предотвращает горение, позволяя материалу распадаться на более мелкие молекулы посредством термического крекинга.

Основная цель пиролиза — преобразование отходов в полезные продукты, включая пиролизное масло, технический углерод и синтез-газ. Температура процесса обычно составляет от 300 до 500°C, в зависимости от исходного сырья и желаемого результата. Например, при переработке шин методом пиролиза из тонны отработанных шин можно получить до 45% масла, 30% технического углерода и 10% газа.

Пиролиз широко применяется в управлении отходами и возобновляемой энергетике. Он особенно ценен для переработки смешанных бытовых отходов, поскольку позволяет обрабатывать разнообразное сырье без необходимости сортировки и производит меньше выбросов, чем открытое сжигание. Процесс осуществляется в контролируемой системе, позволяя улавливать побочные продукты для продажи или повторного использования, что соответствует принципам циркулярной экономики.

Процесс пиролиза отходов с получением масла

Основные отличия

Для более наглядного сравнения приведена следующая таблица:

Почему пиролиз может быть лучшим выбором, чем кальцинирование?

Для переработки обычных отходов (таких как бытовые отходы, промышленные отходы или смешанные органические вещества) пиролиз предлагает ряд преимуществ по сравнению с кальцинированием:

Извлечение ресурсов:

В процессе кальцинирования органические вещества обрабатываются при высоких температурах в присутствии воздуха, в результате чего основными продуктами являются инертный минеральный остаток (зола) и дымовые газы. Большая часть химической энергии, содержащейся в органических веществах, выделяется в виде тепла. Хотя это может уменьшить объем отходов, ресурсы при этом не извлекаются.

Однако пиролиз эффективно разлагает органические компоненты на ценные ресурсы:

Пиролизное масло: может использоваться в качестве топлива для промышленных котлов или подвергаться дальнейшей переработке в более ценное дизельное топливо.

Применение пиролизного масла

Синтез-газ: смесь водорода и монооксида углерода, образующаяся в процессе пиролиза, которая может быть непосредственно использована в качестве топлива для пиролизного оборудования.

Система рециркуляции синтез-газа в оборудовании для пиролиза DOING

Технический углерод: может быть спрессован в гранулы для сжигания или мелко измельчен для использования в производстве шин, пигментов и т. д.

Использование пиролитической сажи

Экологические преимущества:

При неправильной обработке кальцинирование может легко приводить к образованию вредных газов, таких как диоксины, оксиды серы и оксиды азота, что требует высокоэффективной очистки дымовых газов.

Поскольку пиролиз осуществляется в бескислородной среде, он позволяет избежать образования вредных побочных продуктов, характерных для процессов сжигания (таких как диоксины и фураны). Выбросы от пиролиза, как правило, чище и легче поддаются очистке.

Устройства защиты окружающей среды на пиролизном заводе DOING

Энергия и экономика:

При переработке обычных отходов кальцинирование использует органические вещества только в качестве «топлива», и энергия используется однократно в виде тепла, без многоступенчатого извлечения ресурсов, что приводит к относительно ограниченной экономической выгоде.

Синтез-газ и пиролизное масло, получаемые в процессе пиролиза, могут использоваться для обеспечения энергией самого процесса пиролиза, что делает его более энергоэффективным. Полученное пиролизное масло и технический углерод могут быть проданы в качестве товаров, что повышает экономическую рентабельность проекта.

Анализ прибыльности завода по пиролизу шин DOING

Переработка смешанных отходов:

Обычные отходы по своей природе неоднородны. Пиролиз хорошо подходит для переработки этой смеси, разлагая пластмассы, органические вещества и другие компоненты на составляющие части для получения ценных продуктов. Хотя кальцинирование эффективно для конкретных неорганических материалов, оно не предназначено для такого сложного разложения органических веществ.

Сырье для пиролизного оборудования

Короче говоря, если ваш запрос по «управлению отходами» касается эффективного сокращения отходов с добавленной стоимостью, пиролиз представляет собой сбалансированный метод, который учитывает как соблюдение экологических норм, так и экономическую целесообразность. 

Если вы рассматриваете варианты переработки бытовых отходов и заинтересованы в технологии, позволяющей получать ценные продукты, мы приглашаем вас узнать больше о возможностях пиролизных решений компании DOING.