Проект "Байконур". Ракетный котел: от теории к практике

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

"Как опер скажет, так и будет!" (с)

 

Сделаем в этой теме отступление и разберем теорию факты и вымыслы использования резины, в частности старых автошин в качестве топлива в бытовом котле. Печь для этих целей скорее всего будет не пригодна...

 

Рассмотрение в этой теме связано с тем фактом, что прошли на мой взгяд успешные опыты по сжиганию резины в котле этого самого проекта. Но и особенности использования резины в качестве топлива тоже проявились. Вотв рамках этого проекта и попробуем их разобрать. Но сначала постараемся собрать информацию, что нам известно о попытках сжигания резины. Удачных и не очень. Попробуем разобраться в этом массиве информации опираясь на обще известные факты...

 

Начнем мы пожалуй с цинка, который составляет довольно значительную долю твердого остатка шины после переводы органической части в газовую фазу. Железный корд мы рассматривать не будем совсем ибо он создает лишь неудобства в чистке золы... Так вот, у металлического цинка есть нехорошее свойство кипеть при температуре всего в 900 градусов. А в процессе сжигания резины он будет восстанавливаться именно до металлического состояния. Т е нам придется иметь дело именно с парами цинка. Понятно, что при дожиге газов пары цинка будут также гореть, выделяя оксид цинка и возможно частично сульфид. Но это будет в виде мелкодисперсной пыли, которая легко будет лететь в дымовую трубу. Возможно, что белый дымок из трубы вовсе не сконденсированный водяной пар, глядя на который мы говорим, что вот мол как чисто я могу сжечь резину, а как раз оксид цинка имеющего белую окраску и раннее использовавшийся для производства белой краски под названием цинковые белила. Так вот, эту пыль требуется осадить ибо она попадая в природу образует растворимые соединения цинка, ну тот же сульфат. А ионы цинка в повышенной концентрации весьма токсичны, особенно для низших представителей флоры и фауны. У меня например на даче в оцинкованной емкости стоит вода, в которую комары с удовольствием откладывают свои яйца. Но личинка дохнет, так и не развившись в комара. Тоже самое будет происходить и в водоемах. Т е будет нарушение биоценоза. Водоросли кстати тоже не растут в моей бочке...Теперь, понятно, почему я написал, что печи не пригодны для сжигания резины, а вот котлы вполне можно приспособить и вот почему. Конденсат, с резины как и с любой органики будет лететь водичка. В ТО, эта водичка вполне себе может конденсироваться, причем даже в газовой фазе если будет хорошее перемешивание газов и активный теплоотбор. Так пыль, в том числе и цинковая будет являться центрами конденсации. Т е частицы будут укрупняться ну и понятно, что какая то часть пыли окажется в конденсате. А в идеале и вся пыль выпадет вместе с влагой. При этом произойдет и поглощение сернистого газа, содержащегося в газах. В образующейся кислоте цинк у нас и вступит в реакцию частично, а может быть и полностью связав серу в виде и сульфат иона. При контакте с золой ионы цинка свяжутся в нерастворимый основной карбонат. Но это только часть цинковой пыли. Оставшуюся часть все же придется дополнительно ловить и желательно мокрым способом.
Ну вот мы уже пришли к необходимости использования ТО конденсационного типа, что сразу же накладывает свой отпечаток на конструкцию котла. Надеяться, что вместо коррозии стальной оболочки стандартных котлов будет происходить их оцинковывание не стоит, а значит стальной котел для таких целей малопригоден без высокоэффективного скруббера...Продолжение следует

 

Любое новое исследование начинается с изучения состояния вопроса на текущий момент, в том числе и с теории. С теории вы уже начали, а как с практикой, неужели этот вопрос нигде не решен, может стоит посмотреть как сделан прототип и воспроизвести его?

 

@nvvizm, В интернетах полно описаний по сжиганию и пиролизу резины. Я думаю не стоит их здесь переписывать. Мы здесь соберем и напишем то, что написано между строк или вовсе не описано. Вот к примеру про цинк. Найдете в инете схему очистки интегрированную в резиносжигательную печь. А так то где брать прототип по этому вопросу. Фильтровать дым газы? Но тогда как и чем? Почему в цементных печах жгли, да там очистка от пыли развитая, сырье то глина, а значит выносы пыли всегда есть и мелкодисперсной. А так очистка +клинкер как хранилище отходов. По сути их закатываем в бетон...да.

 

И следующий вопрос интересный, пиролиз в среде водорода делали, ну это чтобы дегидрирования продуктов не было. А вот в среде СО кто нибудь пиролиз проводил? Может кто найдет прототип и результаты.

 

Пиролиз в среде водорода, да еще и под давлением это сложно и взрывоопасно в бытовых условиях...
Про пиролиз в среде СО, это не оговорка?

 

@Кольчугин, Нет, в какая еще атмосфера будет при перекрытии ПВ?

 

Тогда точнее это обозвать без кислородной средой... Что говорит о характере химии...

 

@Кольчугин, Нет, точнее нужен характер газовой среды, потому как с ней связаны химические взаимодействия в газовой фазе. Химию мы рассмотрим чуть позже. Ну например в такой атмосфере не возможно образование диоксинов...

 

@alarin, Нужно выяснять составы компаундов, тогда будем знать какая газовая среда.
Знаю точьно - резина плавится и довольно приличное кол-во чего-то жидкого протекало через решетку в низ бочки у ребят которых я упоминал. Они даже этот "гудрон" пытались сливать, чтобы меньше страдали ТЭНы. У них получалось так - жидкость переодически сливают и сжигают потом в другой горелке.
Тоесть покрышки сначала "разбирали" на газ, жидкость и твердое, а потом отдельно каждое в своих условиях сжигали. Причем в одной топке (или двух) на один ТО.
Иначе компоненты друг другу мешают правильно гореть, чем ,- я не понял .(объясняльщик был еще слабее в химии и сжигании чем я).
У себя в котле я тоже замечал плавление резины, через колосники конечно не текла, но оседала прилично, расползаясь к стенкам. Хотя что либо там разглядеть почти невозможно .

 

Методы проведения пиролиза
Выделяют два основных метода, при которых осуществляют процесс пиролиза:
1) Сухой пиролиз;
2) Окислительный пиролиз.
Метод термообработки углеводородного сырья (отходов), при котором обеспечивается их эффективное обезвреживание и применение в качестве химического сырья или топлива, носит название сухой пиролиз. На базе данного процесса создаются безотходные и малоотходные технологии, которые способствуют рациональному расходованию природных ресурсов. Метод сухого пиролиза проводится без доступа в процесс кислорода. Продуктами процесса является пиролизный газ с высоким значением теплоты сгорания, твердые углеродистые остатки и жидкие продукты. На сегодняшний день сухой пиролиз является наиболее используемым методом. С его помощью проводится обработка широкого спектра органических соединений с целью утилизации и выделения отдельных веществ, которые являются ценным сырьем для дальнейшего промышленного синтеза.
Существует три температурных режима, при которых протекает процесс сухого пиролиза:

1. При температуре 450–550 °С протекает низкотемпературный пиролиз (полукоксование), для которого характерен выход в максимальном количестве жидкого и твёрдого остатка (полукокса) и минимальное количество пиролизного газа с максимальным значением теплоты сгорания. С помощью данного метода получают первичные смолы (ценное топливо в жидком виде) и перерабатывают нетоварный каучук в мономеры, которые используются для вторичного получения каучука. Твердый остаток используется как энергетическое и бытовое топливо.

2. При температуре 800 °С протекает среднетемпературный пиролиз, для которого характерен больший выход газа с меньшей характеристикой теплоты сгорания и небольшое количество кокса и жидкого остатка.

3. При температуре 900–1050 °С протекает высокотемпературный пиролиз (коксование), для которого характерен минимальный выход жидких и твердых остатков и максимальное количество вырабатываемого газа с минимальным значением теплоты сгорания. Продукт представляет собой высококачественное горючее, пригодное для перемещения на большие расстояния.

Процесс, направленный на разложение отходов при их частичном сжигании или под воздействием высоких температур в среде горячих дымовых газов называется окислительным пиролизом. Температурный режим осуществления процесса варьируется от 600 до 900°С и зависит от свойств обрабатываемых отходов. Его применяют с целью обезвреживания некоторых видов отходов и в частности тех, которые непригодны для процессов сжигания или газификации (пастообразные отходы, вязкие, влажные осадки, шламы с содержанием большого количества золы, пластмассы, загрязненный мазутом или маслами грунт, сильно пылящие отходы). Данный метод позволяет обрабатывать в присутствии кислорода отходы с содержанием металлов, а также их солей, имеющих свойство плавиться и возгораться при сжигании, например, такие как отходы автомобильной промышленности, отработанные шины, измельчённые кабели. А также окислительный пиролиз представляет значительный интерес для утилизации промышленных твердых отходов и сточных вод.

Помимо температурного режима немаловажное значение имеет скорость подведения тепловой энергии. Поскольку пиролиз разрушает нормальную структуру вещества с помощью экстремально высоких температур в отсутствии кислорода, в промышленности часто используют его быстрый вариант. Это делает процесс менее энергоемким и более экологически чистым. Медленный процесс пиролиза подобен доведению воды до закипания, быстрый же более похож на взрывное закипание. Основными преимуществами быстрого пиролиза являются замкнутый и непрерывный производственный процесс, а также его минимальная энергоемкость. Кроме этого, быстрый пиролиз дает сравнительно чистые конечные продукты, поскольку при его проведении не происходит процесс осмоления. Еще одним преимуществом считается выделение большого количества тепловой энергии, ввиду преобладания экзотермических реакции над эндотермическими.

 

Вообще то покрышки состоят из разных слоёв.От 4 и до 7 у общепринятых, что я иногда по неволе разбираю. Так вот резины там один два слоя (та которая клеится латками).Для всякого рода дрищепотов (квадрацикл и иже с ним..)Вообще НЕТ резины (крайне редко когда есть что то напоминающее) Там крупно написано на бортовине НАЙЛОН. Поэтому, чтоб не писать зря не о чём ,проще рассмотреть комплексное сжигание пластиков.

 

Перечислить все составляющие шин вряд ли возможно, поэтому сосредоточимся на задаче минимум: Главные компоненты средней шины:
1) Резина
Приблизительно от 40 до 60% состава шин – это резина, она же каучук. Шина обычно состоит из четырех различных видов резины: натуральный каучук, бутадиен-стирольный каучук, бутадиеновый каучук и бутилкаучук. Около 55% каучука автошины содержится в боковой стенке и протекторе, и компании используют природный, бутадиен-стироловый и полибутадиеновый каучук в этих областях. Бутилкаучук и галогенизированный бутилкаучук доминируют в структуре внутренней прокладки шин. Резиновая смесь стандартной легковой автомобильной шины в среднем состоит на 55% из синтетического каучука и на 45% - из натурального, хотя в зависимости от вида, показатели могут существенно варьироваться.
2) Химическая добавки
Как уже упоминалось, химические наполнители и добавки также широко используются в производстве покрышек. Упрочняющие химические агенты представляют высокий процент среди прочих химических наполнителей, наиболее распространенными из которых являются:
а) технический углерод,
б) диоксид кремния (силика)
в) смолы.
Компании-производители используют в шинах:
Антидеграданты (антиоксиданты, парафин и воск), а также активаторы адгезии (соли кобальта, латунь в металлическом корде и смолы в тканевых составляющих).
Сульфур служит в качестве вулканизирующего агента.
Масла, склеивающие ингредиенты, химические пластификаторы и смягчители также составляют часть химических добавок.
Хлопковые, арамидные, стальные волокна, вискозные, полиэстерные волокна и стекловолокна также распространены в составе.
Химические составляющие по весу
По данным компании Goodyear Tire and Rubber, средняя шина весом около 22 фунтов (почти 10 кг) состоит из комбинации 5-ти различных видов синтетической резины (6,0 кг) и восьми типов натурального каучука (4 кг). Технический углерод в таком случае «потянет» на 5,0 кг. Шина также состоит из 0,68 кг металлокорда и 0,9 кг полиэстера, нейлона и бортовой проволоки. Последними компонентами этой усредненной шины станут 1,36 кг 40 различных химических веществ, восков, масел и пигментов.
Микроэлементы
Интересно, что ряд элементарных металлов также являются незначительной частью композиции шины. Цинк – наиболее распространенный элемент-металл (10 000 частей на миллион). Медь составляет около 75 миллионных долей твердых частиц шины. Далее следует барий – примерно 25 миллионных долей, свинец – 20 миллионных долей. Также в составе шин были замечены хром, никель, стронций, ванадий, кадмий.
Цинк и кадмий являются катализаторами образования диоксинов...