Projekty

Studium termického zpracování odpadních polymerů v laboratorních podmínkách

SP2012/51

Předmětem výzkumu bude provedení další návazné série laboratorních měřených experimentů na sestavené a otestované laboratorní termické jednotce v rámci řešení předchozích projektů specifického výzkumu SP/201077 a SP/2011/42. Na podkladě výsledků řešení předchozích zmíněných projektů bude v následujícím roce řešení sledován výnos a charakter produktů vznikajících po redukčním termickém zpracování odpadních pneumatik na sestavené laboratorní jednotce a to v inertních podmínkách (pyrolýza). Předpokládá se, že inertní podmínky budou zajištěny, stejně jako v minulém období, dusíkovou atmosférou prostřednictvím stlačeného technického plynu. Experimentální práce budou spočívat v odběru vzorků odpadních pneumatik a jejich a přípravě jednak na analytický stav a jednak na stav potřebný pro účely provedení série experimentů na sestavené laboratorní jednotce. V rámci prováděných experimentálních prací bude sledován zejména výnos produktů po pyrolýze odpadních pneumatik a to v závislosti na změně procesních podmínek. Výnos jednotlivých produktů pyrolýzy pneumatik závisí na druhu vstupní vsázky a je například odlišný u pneumatik z nákladních a osobních automobilů. Běžné zastoupení produktů pyrolýzy pneumatik je cca 10 % oceli, 35 – 40 % pevného zbytku (5 – 15 % popel), 40 – 50 % kapalného produktu a 5 – 6 % plynného produktu. V současnosti se velmi často používá pyrolýzní zpracování pneumatik v podtlaku, kdy proces probíhá při teplotách 480 – 520 °C a tlaku 3 – 10 kPa. Při tomto procesu vznikají užitečné produkty, jako jsou zejména pyrolýzní olej a tuhý zbytek. Pevný zbytek po pyrolýze pneumatik má dobré sorpční schopnosti díky velkému měrnému povrchu a lze jej tedy použít jako aktivní uhlí. Tento tuhý zbytek obsahuje větší podíl anorganických látek (5-15 % ZnO a S) než běžně používaná aktivní uhlí. Pyrolýzní olej má vyšší výhřevnost (44 MJ/kg) než pneumatiky, ze kterých vznikl. Tento olej může být používán jako kapalné palivo do průmyslových pecí a elektráren. Olej má poměrně malý obsah popela (0,05 hm. %) a síry (0,8 – 1,5 hm. %). Chlor je v oleji obsažen v množství 100 – 180 ppm a to zejména v těžké frakci oleje. Pyrolýzní olej má rovněž vysoký obsah uhlíku, čehož je využíváno k výrobě vysoce hodnotných uhlíkatých materiálů v různých průmyslových odvětvích. Kromě využití pyrolýzního oleje jako paliva je možné tento pyrolýzní produkt rozdestilovat na různé frakce, které mají své specifické využití. Po rozdestilování pyrolýzního oleje dostáváme výnos cca 20 – 30 % lehké frakce, 7 hm. % těžké frakce, 20 - 30 hm. % střední frakce a cca 40 hm.% destilačních zbytků. Lehká frakce (tzv. naftová frakce) je v pyrolýzním oleji zastoupena z 20 - 30 %, má podobné vlastnosti jako motorová nafta a je tedy využitelná jako přísada do motorové nafty. Střední destilát oleje prokazuje výborné mazací schopnosti podobné komerčním aromatickým olejům a také jako změkčovadlo do gumových výrobků. Do vstupního materiálu je možno rovněž přidávat různá aditiva, což ovlivňuje výnosy jednotlivých produktů pyrolýzy pneumatik. Například přídavek NaOH zvyšuje výnos pyrolýzního oleje už při nižší reakční teplotě. Výše zmíněné aspekty pyrolýzního zpracování odpadních pneumatik nejsou dostatečně experimentálně doloženy a budou zkoumány v rámci řešení navrhovaného výzkumného projektu. Nově bude testována varianta nízkoteplotního pyrolýzního zpracování. Ta se jeví jako ekonomicky a technologicky zajímavá alternativa termického zpracování pro malé firmy, které se v současné době zabývají jen procesy materiálového zpracování odpadních pneumatik.

2012

2012

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Fiedor Jiří Ing., Ph.D.