Что такое термическая деполимеризация?

Термическая деполимеризация - это промышленный процесс, позволяющий разделять различные отходы на сырую нефть. Это включает в себя воздействие на материалы высоких температур и давления в присутствии воды, тем самым инициируя процесс, известный как водный пиролиз. Результатом является деполимеризация длинноцепочечных полимеров материалов в короткоцепочечные мономеры, в данном случае нефтяные углеводороды. Это значительно ускоренный искусственный рендеринг процесса, в результате которого в природе образуются ископаемые виды топлива. Широкий спектр отходов, известных как сырье, может быть использован в процессах термической деполимеризации, включая пластмассы и материалы из биомассы.

Процесс термической деполимеризации (TDP) существует уже около 70 лет, но не считался жизнеспособным до конца 1990-х годов. Эта нехватка жизнеспособности была результатом неприемлемой энергии, возвращаемой на рейтинг вложенной энергии (EROEI), то есть измерения количества энергии, взятой для производства энергии. Ранние методы требовали гораздо больше энергии для производства, чем выход энергии, но проложили путь для современных систем, которые имеют рейтинг EROEI 6,67, или примерно 85 единиц энергии, произведенной на каждые 15 израсходованных. Традиционное сельскохозяйственное производство биодизеля и этанола имеет характеристики около 4,2, что делает процесс термической деполимеризации привлекательным вариантом. Помимо своей эффективности, система имеет ряд других преимуществ, включая разрушение загрязнения тяжелыми металлами безвредных оксидов и разрушение органических ядов и прионов, ответственных за коровье бешенство и болезни Крейцфельдта-Якоба.

На практике процесс водного пиролиза в основе термической деполимеризации довольно прост. Сырье сначала измельчают на мелкие кусочки и смешивают с водой. Затем смесь нагревают до 482 ° F (250 ° C) в течение приблизительно 15 минут в сосуде под давлением. Вырабатываемый пар повышает давление в сосуде примерно до 600 фунтов на квадратный дюйм (PSI), которое в конце процесса нагрева быстро сбрасывается. Это заставляет воду испаряться или быстро испаряться, оставляя остаточные твердые частицы и неочищенные углеводороды.

Эти составляющие отделяются, а углеводороды собираются для дальнейшей очистки. Это включает дальнейшую термическую обработку до 930 ° F (500 ° C) и фракционную перегонку. В результате получают легкие и тяжелые фракции нафты, керосина и газойля, которые подходят для производства нескольких сортов мазута. Остаточные твердые вещества, оставшиеся после начальной термической обработки, могут использоваться в качестве удобрений, фильтров, почвенного топлива и активированного угля для очистки сточных вод.

Список подходящего сырья для TDP обширен и включает в себя отходы пластика, шины, древесную массу, медицинские отходы и довольно неприятные побочные продукты, такие как субпродукты из индейки и канализационный осадок. Эффективность процесса термической деполимеризации дополнительно повышается благодаря тому факту, что побочные продукты процесса, такие как метан, которые не могут быть разрушены деполимеризацией, собираются и используются для питания турбогенераторов для выработки электроэнергии для установки или перепродажи. Метан также обладает потенциалом в качестве биогаза, зеленой альтернативы обычному бензину.