Описание.
Основной экологической проблемой является увеличение объемов полимерных отходов, которые в отличие от других видов отходов не подвергаются разложению в процессах захоронения. Вологодская область относится к регионам, где внедряется раздельный сбор мусора. Однако, при внедрении раздельного сбора мусора до конца проблему утилизации и переработки полимерных отходов не решаются. В связи с этим встает проблема глубокой переработки разных видов полимерных отходов методами пиролиза до активированных углей, которые можно использовать для очистки техногенных жидких и газовых сред. Выполненный патентный поиск свидетельствует, что в зависимости от условий пиролиза, можно получать жидкие фракции алканов, нафтенов, ароматических соединений из полимерных отходов, которые являются компонентами бензина, солярки и других видов топлива. В связи с этим была поставлена цель разработать пиролитический способ получения импрегнированных адсорбентов из полимерных отходов за один технологический цикл. Для активации процесса пиролиза в качестве катализатора используется красная глина, которая импрегнируется фракциями пиролиза с последующим их восстановлением на ее поверхности до углерода (активированного угля). Таким образом, термопластичные и термореактивные пластмассы, можно переработать в пиролитическом реакторе в адсорбенты, включая активированный уголь и импрегнированную глину.

Проблема.
Выполненный патентный поиск свидетельствует, что в промышленности внедрен пиролитический способ переработки полимеров до жидких фракций. Однако эти технологии предусматривают специальное химическое оборудование, состоят из трех стадий, требуют большего расхода воды и относятся к группе опасных технологий. Для исключения этих недостатков коллективом университета разработан новый каталитический пиролитический способ переработки разных видов полимерных отходов с использованием в качестве катализатора красной глины. Новая технология исключает расход воды, химических реагентов и проходит в одну стадию. При этом необходимо подбирать температуру, время пиролиза, объем загрузки отходов и количество катализатора, необходимого для получения активированных углей и импрегнированной глины с развитой пористой поверхностью и с высокой механической прочностью.

Актуальность.
Новая технология не требует больших производственных площадей, расходов воды и реагентов, относится к группе безопасных производств. Предварительные исследования показали, что выход импрегнированной глины и активированного угля в зависимости от полимерного материала колеблется от 45% до 65%. Остальные фракции – газообразные (оксиды углерода, вода, водород), через газовоздушной патрубки выбрасываются в атмосферу. В пиролитическом реакторе остаются только твердые фракции, которые не требуют очистки и могут быть использованы в качестве адсорбентов для очистки жидких и газовых фракций. Установлено, что индекс токсичности адсорбентов составляет 0,1, следовательно, данные материалы относятся к группе нетоксичных веществ. Внедрение этой технологии не требует больших площадей. Для сокращения энергетических расходов для обогрева реактора можно использовать разные виды традиционного топлива. Данный способ позволяет перерабатывать разные виды полимерных отходов без учета фракционного состава и особенности строения. Таким образом, внедрения этого способа позволить частично решить эту проблему переработки полимерных отходов.

Предлагаемое решение. Для пиролиза требуется пиролитический реактор, в который загружается исходное сырье (полимерные отходы). В качестве заглушки используется красная глина, с содержанием оксидов железа от 2%-2,5%, которая одновременно является катализатором реакции пиролиза и относится к доступному, дешевому сырью. Экспериментальным путем установлено, что при соблюдении массовых соотношений между полимерными отходами и глиной 20:1, при времени пиролиза 4 часа температуре 350°С-500°С в зависимости от полимерных отходов получают две фракции адсорбентов - активированный уголь и импрегнированная глина с суммарным выходом двух продуктов по отношению к массе исходных полимеров 44%-60%.

Потенциальные потребители: предприятия, перерабатывающие разные виды отходов, включая полимеры.

На страницу проекта