Vad är termisk depolymerisation?

Termisk depolymerisation är en industriell process för nedbrytning av olika avfallsmaterial till råoljeprodukter. Detta innebär att materialen utsätts för höga temperaturer och tryck i närvaro av vatten, varigenom man inleder ett förfarande som kallas vattenpyrolys. Resultatet är depolymerisationen av materialens långkedjepolymerer till kortkedjiga monomerer, i detta fall petroleumkolväten. Detta är en kraftigt accelererad konstgjord återgivning av processen som bildade fossila bränslen i naturen. Ett brett spektrum av avfallsprodukter, så kallade råvaror, kan användas i termiska depolymerisationsprocesser inklusive plast och biomassamaterial.

Den termiska depolymerisationsprocessen (TDP) har funnits i ungefär 70 år men ansågs inte vara livskraftig förrän i slutet av 1990-talet. Denna brist på livskraft var ett resultat av oacceptabel energi som returnerades på energinivån (EROEI), dvs. mätningen av mängden energi som tagits för att producera energiproduktionen. Tidiga metoder krävde mycket mer energi för att producera än energiproduktionen men banade vägen för moderna system som har EROEI-betyg på 6,67, eller cirka 85 enheter energi producerad för varje 15 använt. Konventionell jordbruksproduktion av biodiesel och etanol har betyg på cirka 4,2, vilket gör termisk depolymerisationsprocess till ett attraktivt alternativ. Bortsett från dess effektivitet har systemet flera andra fördelar, inklusive nedbrytning av tungmetallföroreningar till ofarliga oxider och förstörelse av organiska gifter och prioner som är ansvariga för galna ko- och Creutzfeldt-Jakob-sjukdomar.

I praktiken är den vattenbaserade pyrolysprocessen i hjärtat av termisk depolymerisation ganska enkel. Matningsmaterialet mals först i små bitar och blandas med vatten. Blandningen upphettas sedan till 482 ° F (250 ° C) under cirka 15 minuter i ett tryckkärl. Ångan som genereras höjer trycket i kärlet till cirka 600 pund per kvadrat tum (PSI), som vid slutet av uppvärmningsprocessen snabbt frigörs. Detta får vattnet att blinka av eller snabbt avdunsta, vilket gör att resterande fasta ämnen och råa kolväten blir kvar.

Dessa beståndsdelar separeras och kolvätena samlas upp för ytterligare förfining. Detta innefattar ytterligare värmebehandling till 500 ° C (930 ° F) och fraktionerad destillationssortering. Resultaten är lätta och tunga nafta-, fotogen- och gasoljefraktioner som är lämpliga för framställning av flera kvaliteter av eldningsolja. De resterande fasta ämnena som är kvar efter den initiala värmebehandlingen kan användas som gödningsmedel, filter, markbränslen och aktivt kol för avloppsrening.

Listan över lämpliga råvaror för TDP är omfattande och omfattar avfallsplast, däck, trämassa, medicinskt avfall och ganska olämpliga biprodukter som kalkonavfall och avloppsslam. Effektiviteten för den termiska depolymerisationsprocessen förbättras ytterligare av det faktum att processbiprodukter som metan, som inte kan brytas ned genom depolymerisation, samlas in och används för att driva turbingeneratorer för att producera el till anläggningen eller återförsäljning. Metan har också potential som biogas, ett grönt alternativ till konventionell bensin.