1. Суть процессаПиролиз — термохимическое разложение органических соединений (в данном случае пластика) при высокой температуре в бескислородной среде. В результате полимерные цепочки распадаются на более короткие углеводородные фрагменты, формируя:
синтетическую нефть (жидкие фракции);
горючие газы (пиролизные);
твёрдый углеродистый остаток (полукокс).
Шнековая установка обеспечивает непрерывную подачу сырья, его перемешивание и продвижение через зоны с разными температурными режимами.
2. Подготовительный этап
Перед пиролизом пластик проходит ряд операций:
сортировка — отделение включений (металл, стекло, камни);
измельчение — дробление до фракции 5–50 мм для увеличения площади контакта с реактором;
сушка — снижение влажности до 5–10 % (иначе падает КПД);
дозирование — подача в шнек строго определённого объёма сырья для стабильного процесса.
3. Устройство шнековой установки
Типовая линия включает:
загрузочный бункер — приём и дозирование сырья;
шнековый транспортер — непрерывная подача и перемешивание пластика;
реактор пиролиза — цилиндрическая камера с зонами нагрева (200–650 °C);
конденсационная система — охлаждение и разделение парогазовой смеси;
газоочиститель — удаление хлороводорода, серы и прочих примесей;
ёмкости для сбора продуктов — жидкие фракции, газ, твёрдый остаток.
4. Технологический процесс
Нагрев и дегазация (200–300 °C)
-испарение влаги и лёгких летучих;
-начало распада полимерных цепей с выделением газообразных продуктов.
Основной пиролиз (350–550 °C)
-интенсивное разрушение макромолекул;
-образование смеси паров углеводородов и неконденсируемых газов;
-перемещение массы шнеком к зоне выхода.
Дожиг и стабилизация (550–650 °C)
-полное разложение остаточных полимеров;
-формирование полукокса и высококипящих фракций.
Охлаждение и конденсация
-парогазовая смесь поступает в конденсатор;
-жидкие углеводороды оседают, газ отделяется;
-конденсат направляется в сепаратор для отделения воды и тяжёлых смол.
Очистка и фракционирование
-синтетическая нефть проходит фильтрацию и ректификацию;
-выделяются фракции:
бензиновая
керосиновая
дизельная
горючий газ
газ используется на поддержание процесса пиролиза, избыточный собираться в газгольдер.
5. Выходные продукты и их характеристики
Синтетическая нефть 80%
плотность: 0,82–0,92 г/см³;
содержание серы: < 0,5 % (зависит от сырья);
теплота сгорания: 40–44 МДж/кг;
применение: сырьё для нефтехимии, компонент котельного топлива.
Горючий газ 15%
теплота сгорания: 35–50 МДж/м³;
использование: энергообеспечение установки, отопление, генерация электроэнергии.
Полукокс 10%
содержание углерода: 80–90 %;
зольность: 5–15 %;
применение: топливо для печей, сырьё для активированного угля.
6. Ключевые параметры процесса
-Температура: 350–650 °C (оптимум 450–550 °C для максимального выхода жидкости).
-Время пребывания в реакторе: 20–60 мин (регулируется скоростью шнека).
-Давление: близкое к атмосферному (0,1–0,3 МПа).
-Скорость подачи сырья: 100–1500 кг/ч (в зависимости от мощности установки).
Коэффициент конверсии пластика в жидкость: 60–80 % (по массе).
7. Преимущества шнековой технологии
Непрерывность — высокая производительность и стабильность процесса.
Гибкость — переработка смешанных пластиков (ПЭТ, ПП, ПНД, ПС и др.).
Компактность — меньшая площадь по сравнению с ретортными установками.
Энергоэффективность — использование пиролизного газа для подогрева.
Минимум отходов — почти полное разложение полимера.
8. Ограничения и меры безопасности
Коррозия — агрессивные хлорорганические соединения (из ПВХ) требуют нейтрализации.
Закоксовывание — периодическая очистка реактора (сухое выжигание).
Контроль выбросов — очистка газа от HCl, СO2, фуранов.
Взрывобезопасность — герметичность системы, датчики давления и газа.
9. Экономическая эффективность
Сырьё — дешёвые отходы пластика (5–25 тыс. руб./т).
Выход продукции — из 1 т пластика: 600–800 л синтетической нефти, 100–200 м³ газа, 100–150 кг полукокса.
Окупаемость — 2–4 года при загрузке 70–90 %.
10. Экологический аспектСнижение полигонного захоронения пластика.
Замена ископаемой нефти синтетическим аналогом.
Минимизация выбросов CO2
Рециклинг углерода в замкнутом технологическом цикле.