Stabilita pyrolýzních kondenzátů při jejich vysokoteplotním zpracování.

0551020 - ÚCHP 2022 RIV CZ cze J - Článek v odborném periodiku
Staf, M. - Pohořelý, Michael - Skoblia, S. - Beňo, Z. - Šrámek, Vít
Stabilita pyrolýzních kondenzátů při jejich vysokoteplotním zpracování.
[Stability of the pyrolysis condensates during their high-temperature treatment.]
Paliva. Roč. 13, č. 4 (2021), s. 131-140. ISSN 1804-2058
Institucionální podpora: RVO:67985858
Klíčová slova: mass balance * polymers * aerosol
Obor OECD: Chemical process engineering
Způsob publikování: Open access
http://paliva.vscht.cz/cz/archiv-clanku/detail/50

V rámci projektu zabývajícího se materiálovým využitím odpadních plastů zpracovávaných pyrolýzními postupy byl navržen proces čištění primárního pyrolýzního plynu za teploty nad rosným bodem kondenzujících složek. Aby se zamezilo ztrátám kapalných produktů, byly navrženy dva postupy ke studiu této problematiky. První postup spočíval v oddělení pyrolýzního kondenzátu od permanentních plynů a jeho následném odpaření a zavedení do vysokoteplotního reaktoru, kde má probíhat čištění. Druhý postup užíval stejná zařízení, ale pyrolyzér byl sériově propojen vyhřívanou trasou s vysokoteplotním reaktorem. Funkce zařízení je demonstrována na dvojici čistých polymerů, a to na vysokohustotním polyethylenu a polypropylenu. V praxi nicméně zařízení slouží k testům odpadních plastů. Hmotnostní bilance kapalných, plynných a pevných produktů pyrolýzy a následného průchodu parní fáze přes vysokoteplotní reaktor byla doplněna údaji z chromatografické analýzy. Experimenty ukázaly, že oddělení pyrolýzy a následné evaporace kondenzátu v samostatném reaktoru způsobí tvorbu nežádoucího množství jemného aerosolu (mlhy). Při pyrolýze bez dalšího vysokoteplotního kroku vznikalo 85–90 % kondenzátu. Zařazení separátního vysokoteplotního reaktoru však snížilo hmotnostní výtěžek kondenzátu na pouhých 44,5–47,5 % ve prospěch výše zmíněného aerosolu. Jeho převedení zpět na kapalinu je obtížné a činí proces pro průmysl neefektivní. Přímé propojení pyrolyzéru s vysokoteplotním reaktorem výrazně zvýšilo výtěžky kondenzátů na 68,5–73,5 %. Průchod přes vysokoteplotní reaktor způsobil též mírnou změnu ve složení kondenzátů. Zastoupení uhlovodíků C21–C29 se snížilo na úkor obsahu uhlovodíků C5–C15. Kromě ověření vhodného přístupu k vysokoteplotnímu zpracování pyrolýzních produktů z pokusů vyplynulo, že oddělení dvou reaktorů významným způsobem mění výsledky experimentů. Při laboratorní simulaci průmyslových procesů je proto důležité nepřistupovat ke zjednodušením, ale v maximální míře kopírovat všechny podmínky.

As part of a project dealing with the material use of waste plastics processed by pyrolysis, a method for the purification of primary pyrolysis gas at temperatures above the dew point of condensing components was proposed. In order to avoid the loss of liquid products, two procedures have been proposed to study this issue. The first procedure consists in separating the pyrolysis condensate from permanent gases and its subsequent evaporation and introduction into a high-temperature reactor where the purification takes place. The second procedure used the same equipment, but the pyrolyser was connected in series with a high temperature reactor by a heated tube. The function of the device is demonstrated on a pair of pure polymers, namely high-density polyethylene and polypropylene. In practice, however, the device is used for testing waste plastics. The mass balance of liquid, gaseous and solid products of pyrolysis and subsequent vapour phase conduction through a high-temperature reactor was supplemented by data from chromatographic analysis. Experiments have shown that the separation of pyrolysis and subsequent evaporation of the condensate in an independent reactor causes the formation of an undesirable amount of fine aerosol (mist). Pyrolysis without any subsequent high-temperature step produced 85–90 % condensate. The inclusion of a separate high-temperature reactor reduced the yield of condensate to 44.5–47.5 %, at the expense of the above-mentioned mist. Its conver- sion back to liquid is difficult and makes the process in- efficient for industry. In tests with the series-connected pyrolyser and the high-temperature reactor, the situation was significantly better. 68.5–73.5 % of condensate was obtained in this case. In addition to the formation of mist, the conduction of steam of condensing components through the high-temperature reactor also caused a slight change in the composition of the liquids obtained. There was a decrease in the proportion of C21–C29 hydrocarbons in products and, conversely, an increase in the concentration of C5–C15 hydrocarbons.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0326338