«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Предложения к сотрудничеству

Мы открыты для сотрудничества, держим свои обязательства и готовы к реализации самых смелых проектов.

Жидкометаллический пиролиз отработавших автомобильных шин

В Физико-энергетическом институте реализуют проект переработки отходов, безопасный для окружающей среды.

Цель проекта – создание новой высокоэффективной технологии утилизации автомобильных шин, основанной на их пиролизе в металлических расплавах.

Актуальность

Ежегодно только в Российской Федерации образуется более 1 миллиона тонн изношенных автомобильных шин. При этом перерабатывается в полезные продукты не более 10 % от общего числа, а 20 % сжигается. Оставшаяся часть хранится на открытых полигонах или свалках твердых бытовых отходов, являясь источником загрязнения окружающей среды.

На сегодняшний день существует три основных концепции переработки автомобильных шин:

  • сжигание;
  • механическое измельчение, включая криогенные технологии;
  • пиролиз, заключающийся в нагреве шины без доступа кислорода.

Первый способ наносит вред экологии, из товарных продуктов позволяет получать только тепло, уступает как органическое топливо углю и нефти.

Механическое измельчение имеет ограниченный рынок сбыта получаемой продукции: основа искусственных спортивных и детских площадок; добавка в новые покрышки. Без субсидирования измельчение экономически не оправдано, либо неконкурентоспособно с субсидируемыми производствами.

Пиролиз позволяет получать из перерабатываемых шин товарные продукты: пиролизную жидкость (органическую нефтеподобную жидкость), углерод и металлокорд. Однако при существующем уровне технического оформления процесса пиролиз имеет низкую рентабельность, т.к. длителен, энергозатратен, получаемые углерод и пиролизная жидкость имеют серосодержащие примеси с резким неприятным запахом. АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» является разработчиком технологии пиролиза автомобильных шин на основе нового физического принципа передачи тепла – прямоконтактного нагрева перерабатываемого сырья непосредственно в объеме жидкого свинца.

Область применения

Установки жидкометаллического пиролиза могут быть применены для переработки отработавших автомобильных шин, для утилизации отходов целлюлозно-бумажных производств, для выделения нефти из битуминозных песков, для переработки органических бытовых отходов. Жидкометаллические установки в целом являются «всеядными» и могут быть применены для термической переработки практически любых органических веществ.

Преимущества

  • энергоэффективность за счет уменьшения времени переработки в жидком металле;
  • химическое связывание газообразного кислорода жидким металлом и, как следствие, отсутствие необходимости в дорогостоящем вакуумном оборудовании;
  • химическое связывание жидким металлом серы и, как следствие, очищение продуктов пиролиза от нее;
  • получение заметного количества дорогостоящих товарных продуктов.

Результат

Завершен НИОКР по разработке жидкометаллической технологии переработки отработанных автомобильных шин. Создан экспериментальный образец установки. На имеющемся экспериментальном образце производится единоразовая загрузка 2-х легковых автомобильных шин в один бак. Всего два бака, в которых попеременно идет пиролиз шин в среде расплава свинца. Для обогрева используется электричество. Расход электроэнергии ~ 15 кВт/ч на первичное расплавление свинца и его разогрев ( ~ 4 часа, масса свинца ~2 т) и ~ 5 кВт/ч для поддержания установки в разогретом состоянии.

Следующий этап – проведение ОКР по созданию опытно-промышленного образца установки пиролиза шин (с привлечением инвестора).

Пиролиз в жидком металле преподнес российским ученым совсем уж неожиданный подарок: оказалось, что в полученной с его помощью пиролизной жидкости намного больше, чем при традиционном пиролизе, ценного вещества — лимонена.
Пиролиз в жидком металле преподнес российским ученым совсем уж неожиданный подарок: оказалось, что в полученной с его помощью пиролизной жидкости намного больше, чем при традиционном пиролизе, ценного вещества — лимонена.
Жидкий металл – отличный теплоноситель, поэтому весь процесс переработки одной партии покрышек у нас занимает не более одного часа.
Жидкий металл – отличный теплоноситель, поэтому весь процесс переработки одной партии покрышек у нас занимает не более одного часа.
Установка компактна, немногим больше метра в высоту.
Установка компактна, немногим больше метра в высоту.
Установка, созданная в Обнинске, позволяет переработать до 1000 кг использованных покрышек в сутки.
Установка, созданная в Обнинске, позволяет переработать до 1000 кг использованных покрышек в сутки.
Экономия, достигаемая за счет уменьшения времени переработки составляет от 2 до 4 раз. А если задействовать нагрев от сжигания пиролизного газа и оптимизировать теплоизоляцию, экономия составит от 8 до 18 раз.
Экономия, достигаемая за счет уменьшения времени переработки составляет от 2 до 4 раз. А если задействовать нагрев от сжигания пиролизного газа и оптимизировать теплоизоляцию, экономия составит от 8 до 18 раз.