Co to jest depolimeryzacja termiczna?
Depolimeryzacja termiczna jest przemysłowym procesem rozkładania różnych materiałów odpadowych na produkty ropy naftowej. Obejmuje to poddawanie materiałów działaniu wysokich temperatur i ciśnienia w obecności wody, inicjując w ten sposób proces zwany pirolizą wodną. Rezultatem jest depolimeryzacja długołańcuchowych polimerów materiałów do krótkołańcuchowych monomerów, w tym przypadku węglowodorów ropopochodnych. Jest to znacznie przyspieszone sztuczne renderowanie procesu, który tworzył paliwa kopalne w przyrodzie. Szeroka gama produktów odpadowych, zwanych surowcami, może być stosowana w procesach termicznej depolimeryzacji, w tym tworzyw sztucznych i materiałów z biomasy.
Proces termicznej depolimeryzacji (TDP) istnieje od około 70 lat, ale dopiero pod koniec lat 90. był uważany za opłacalny. Ten brak rentowności był wynikiem niedopuszczalnej energii zwróconej na ocenę zainwestowanej energii (EROEI), tj. Pomiaru ilości energii pobranej do wytworzenia energii wyjściowej. Wczesne metody wymagały o wiele więcej energii do wytworzenia niż energia wyjściowa, ale utorowały drogę dla nowoczesnych systemów, które mają wskaźniki EROEI wynoszące 6,67 lub około 85 jednostek energii wytwarzanych na każde 15 zużytych energii. Konwencjonalna produkcja rolnicza biodiesla i etanolu ma wartości około 4,2, dzięki czemu proces depolimeryzacji termicznej jest atrakcyjną opcją. Oprócz swojej wydajności, system ma kilka innych zalet, w tym rozkładanie zanieczyszczenia metalami ciężkimi na nieszkodliwe tlenki oraz niszczenie trucizn organicznych i prionów odpowiedzialnych za choroby szalonych krów i choroby Creutzfeldta-Jakoba.
W praktyce proces pirolizy uwodnionej w centrum depolimeryzacji termicznej jest dość prosty. Surowce najpierw miele się na małe kawałki i miesza z wodą. Następnie mieszaninę ogrzewa się do 482 ° F (250 ° C) przez około 15 minut w naczyniu ciśnieniowym. Wytworzona para podnosi ciśnienie w zbiorniku do około 600 funtów na cal kwadratowy (PSI), które pod koniec procesu ogrzewania jest szybko uwalniane. Powoduje to odparowanie wody lub szybkie odparowanie, pozostawiając w ten sposób resztki ciał stałych i surowych węglowodorów.
Składniki te są oddzielane, a węglowodory zbierane w celu dalszego rafinacji. Obejmuje to dalszą obróbkę termiczną do 930 ° F (500 ° C) i sortowanie z destylacją frakcyjną. Wynikiem są lekkie i ciężkie frakcje benzyny ciężkiej, nafty i oleju napędowego, które nadają się do produkcji kilku gatunków oleju opałowego. Resztki ciał stałych pozostałe po wstępnej obróbce termicznej można wykorzystać jako nawozy, filtry, paliwa glebowe i węgiel aktywny do oczyszczania ścieków.
Lista odpowiednich surowców TDP jest obszerna i obejmuje odpady tworzyw sztucznych, opony, ścieru drzewnego, odpady medyczne i raczej nieprzyjemne produkty uboczne, takie jak podroby indycze i osady ściekowe. Wydajność procesu termicznej depolimeryzacji jest dodatkowo zwiększona przez fakt, że produkty uboczne procesu, takie jak metan, których nie można rozbić przez depolimeryzację, są gromadzone i wykorzystywane do zasilania generatorów turbinowych w celu wytworzenia energii elektrycznej dla zakładu lub odsprzedaży. Metan ma również potencjał jako biogaz, zielona alternatywa dla konwencjonalnej benzyny.