Ежегодно на мусорные полигоны в России попадает около 10 тыс. тонн пластиковых отходов. Существующие технологии утилизации пластика лишают экологическую проблему лишь отчасти. Поэтому переработка полимерных отходов методом пиролиза — весьма актуальная тема на сегодняшний день. Ученые пытаются получить чистое топливо из пластика. Сегодня расскажем, возможно ли это в современных условиях и что для этого нужно.
Для борьбы с пластиковым мусором внедряются эффективные технологии переработки, такие как пиролиз. Этот метод известен еще с 30-х годов XX века. Сегодня предпринимаются попытки его усовершенствования для получения чистого топлива с помощью специального катализатора. Давайте подробно рассмотрим процесс переработки под воздействием высоких температур и узнаем, что можно получить в результате.
Твердое топливо из пластика
Идеей переработки отходов в альтернативное топливо уже никого не удивить. С конца XIX века существовала технология переработки органики, в процессе которой получали горючее из нефтяной смолы, коксового угля и торфа. Сегодня же в странах Европы некоторые небольшие ТЭЦ используют 50% топлива, получаемого из полимерных отходов.
Процесс пиролиза пластиковых отходов происходит следующим образом:
- Для стабильного процесса и получения однородного сырья пластик необходимо сортировать по виду.
- Далее отходы промываются и измельчаются. Получается очищенная однородная крошка.
- Полученная масса отправляется в печь и под действием высокой температуры в 300°С становится жидкой. Происходят процессы термического разложения, и отделяется газ.
- В режиме стабильно высокой температуры происходит отщепление водорода газообразных продуктов.
- На теплообменнике продукты горения конденсируются. Затем в жидкостном разделителе сортируются на фракции, после чего эта жидкость попадает в накопитель и передается далее для очистки.
- Газ, полученный в результате пиролиза, проходит многоступенчатую систему очистки и фильтрации.
- Твердые продукты скапливаются в нижней части печи, формируются в брикеты и используются в виде твердого топлива.
В итоге получают: пиролизный газ — 10%, пиролизное топливо — 85%, сухой коксовый остаток — 5%. Газ обычно не собирают, он сразу идет в печную горелку, что позволяет сэкономить на топливе. В общем составе топлива присутствуют до 15% воска и до 25% масла, что дает сходство с дизельным топливом. Коксовый остаток можно утилизировать либо использовать в строительстве или подсыпке грунта: он безвреден для человека и экологии.
Жидкое топливо из пластика
Калифорнийские ученые изобрели метод, благодаря которому можно переработать пластиковые пакеты в дизельное топливо. Главным компонентом в действии пиролиза является катализатор, который решает исход процесса. Катализатор получили с помощью погружения цеолитовой подложки в водный раствор с содержанием никеля и вольфрама, а затем высушивания в печи при температуре 500°С. Катализатор работает вместе с одноступенчатым пиролитическим реактором, который функционирует при температуре 360°С, разрушая связи в смеси пластиковых пакетов.
В России тоже научились делать бензин из пластмассовых отходов, где выход бензиновой фракции достигает 80%. Из 1 кг отходов можно получить до 1 л жидкого горючего, но в чистом виде оно непригодно для заправки автомобиля, поскольку требует дополнительной очистки и перегонки. Однако даже после очистки неотгоняемые примеси способны вывести из строя двигатель и систему подачи топлива. Пиролизный бензин отличается по составу от традиционного, но это можно исправить правильным подбором каталитических систем.
Как сделать топливо из пластика в домашних условиях
Чтобы получить топливо в домашних условиях, нужно соорудить установку пиролиза, и выглядит она так:
Здесь происходит переработка пластика под действием температуры и отсутствием кислорода. Пластик помещают в приемник, который будет нагреваться. В процессе выделяется газ, который поднимается по трубке в холодильник. Там происходит конденсация, в результате которой газ превращается в бензин. Конечно, такой бензин не подойдет для автомобиля, но, как утверждают умельцы, вполне пригоден для бензопилы или мотоцикла. Таким образом, вы можете неплохо сэкономить на заправке домашнего оборудования.
Промышленная переработка пластика в топливо на данный момент находится на этапе разработки. На сегодняшний день в России нет подходящего оборудования для переработки полимеров в качественное топливо, которое можно было бы применять для работы бензиновых двигателей. Однако в скором будущем это может стать решением проблемы утилизации полимерных отходов, что позволит экономить ресурсы и энергию, а также значительно сократить объемы мусора, поступающего на полигоны.