Работа пиролизных установок может быть нарушена из-за особенностей перерабатываемого сырья, побочных продуктов процесса, параметров режима и состояния оборудования. Рассмотрим ключевые факторы и меры профилактики.
Сырьё и его влияние1. Примеси и загрязненияПримеси в сырье, будь то нерастворимые или растворённые вещества (например, в воде для теплообменников), могут привести к образованию накипи. Это снижает теплопроводность и эффективность системы.
2. ВлажностьОптимальный уровень влажности для пиролиза древесины — 15–20%. Высокая влажность ухудшает выход древесного угля и затрудняет процесс.
3. Смешивание разных типов сырьяПри пиролизе древесины не рекомендуется смешивать породы разных групп (дуб, берёза, граб с тополем, осиной). Это делает процесс нестабильным и приводит к неоднородности продукта.
4. Гетероатомные соединенияСырьё с высоким содержанием серы и других гетероатомных соединений ускоряет дезактивацию катализаторов в каталитическом пиролизе.
5. Молекулярная масса и строение углеводородовЧем ниже молекулярная масса сырья, тем больше выход газообразных продуктов. С увеличением молекулярной массы возрастает доля жидких продуктов.
ПрофилактикаДля повышения эффективности процесса рекомендуется предварительно подготовить сырьё. Это включает измельчение, сушку и сортировку. С 2025 года действуют новые стандарты подготовки сырья, соответствующие ГОСТ Р 71793-2024.
Побочные продукты процесса КоксообразованиеИзбыточное образование кокса на стенках реактора при температуре выше 900°C может привести к прогару или разрыву змеевика печи. Это вызывает выброс легковоспламеняющихся веществ.
НагарообразованиеВ твердотопливных пиролизных котлах нагар на ревизионных люках, дверках и трубах теплообменника снижает эффективность и требует регулярной чистки.
Конденсат
При низких температурах в дымоходе пиролизных котлов образуется конденсат, что может привести к затоплению помещения.
Профилактика
* Регулярная очистка реакторов и теплообменников от кокса и нагара.
* Использование систем контроля температуры и давления для предотвращения перегрева.
Параметры процесса
* Температура и давление. Превышение оптимальных значений ускоряет коксообразование и нежелательные реакции. Рост давления увеличивает скорость химических реакций, но может привести к побочным эффектам.
* Время пребывания сырья в зоне реакции. Длительное время способствует глубокому разложению первичных продуктов, снижая селективность процесса.
Профилактика
* Строгое соблюдение технологического режима: контроль температуры, давления и времени контакта сырья.
* Использование автоматизированных систем управления.
Состояние оборудования
* Износ и разгерметизация. Повреждения змеевиков, трубопроводов и запорной арматуры могут привести к утечкам и авариям.
* Науглероживание и коррозия. Отложение кокса препятствует теплопередаче, усиливая коррозию и износ материалов.
Профилактика
* Регулярные осмотры и планово-предупредительные ремонты.
* Контроль герметичности трубопроводов и арматуры.
* Использование материалов с повышенными характеристиками.
* Установка систем противоаварийной защиты.
Дополнительные меры
* Использование катализаторов. Каталитический пиролиз повышает селективность, выход и эффективность, снижает потребление энергии и увеличивает скорость превращения углеводородов.
* Оптимизация конструкции оборудования. Применение смешивающих элементов на внутренней поверхности труб для равномерного распределения температуры и снижения отложений кокса.
- **Контроль качества сырья**
. Анализ состава сырья перед загрузкой в установку для предотвращения нежелательных реакций.
Соблюдение этих мер поможет минимизировать риски поломок и продлить срок службы пиролизных установок.