Procesy termicznej konwersji – PIROLIZA
Zgodnie z definicją – PIROLIZĄ określa się procesy konwersji/rozkładu surowca pod wpływem temperatury, realizowane w atmosferze obojętnej/inertnej, tj. bez dostępu powietrza lub innego czynnika utleniającego. Pirolizami są powszechnie znane procesy koksowania węgla, czy też produkcji węgla drzewnego, choć tu często wykorzystuje się również miano suchej destylacji. Procesy pirolizy węglowodorów (frakcji ropy naftowej) powszechnie stosowane są w przemyśle petrochemicznym do produkcji monomerów, czyli surowców wykorzystywanych do produkcji tworzyw sztucznych (np. piroliza olefinowa – etylenu, propylenu).
Z reguły w wyniku procesu pirolizy surowców stałych uzyskuje się trzy grupy produktów o różnych stanach skupienia: produkt gazowy, ciekły i stały. W przypadku pirolizy węgla (koksowania) produktami są wysokokaloryczny gaz koksowniczy, kondensat wodno-smołowy oraz produkt stały – koks. W przypadku suchej destylacji drewna również otrzymujemy palny gaz, produkt ciekły bogaty w kwas octowy, metanol i ciężkie węglowodory – smoła drzewna i produkt stały – węgiel drzewny. Proporcje oraz właściwości fizykochemiczne otrzymywanych produktów zależą od rodzaju pirolizowanego surowca oraz parametrów procesowych, m.in. temperatury, czasu i ciśnienia, ale również szybkości ogrzewania czy wielkości pirolizowanych cząstek. Procesy pirolizy znajdują coraz szersze zastosowanie w szeroko pojętym recyklingu odpadowych tworzyw sztucznych, opon czy też innych odpadów poprodukcyjnych, wpisując się częściowo w koncepcję Gospodarki o Obiegu Zamkniętym. Przez słowo ‚częściowo’ rozumiane jest tu ukierunkowanie tych procesów głównie na wytworzenie frakcji paliwowej, a tym samym brak możliwości ‚zamknięcia łańcucha C’. Inaczej ma się sytuacja, jaką obserwujemy w przypadku biomas, gdzie procesy te oprócz wielkoskalowej produkcji węgli drzewnych czy prekursorów dla adsorbentów, ukierunkowane są głównie na zeroemisyjne technologie pozyskiwania komponentów paliw oraz ‚zielonych’ substytutów kopalnych surowców chemicznych. Dla przykładu spirolizowane biomasy mogą stanowić ciekawy i obiecujący kierunek produkcji reduktorów dla metalurgii, tzw. bio-coke, co na język polski przekładane jest zwykle jako bio-koks.
W przypadku każdego surowca, opracowanie kompletnej i dedykowanej technologii pirolizy wymaga odrębnego podejścia i doboru odpowiednich rozwiązań technicznych, technologicznych i procesowych. Wieloletnie doświadczenia w zakresie pirolizy i zgazowania węgla wypracowane w Instytucie Technologii Paliw i Energii z powodzeniem przenoszone są na inne surowce. Profesjonalizm pracowników, doskonale wyposażone laboratoria analizy termicznej, małoskalowe oraz wielkolaboratoryjne instalacje konwersji termicznej surowców stałych, umożliwiają dobór technologii i parametrów procesowych na podstawie eksperymentów prowadzonych w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Zapraszamy do współpracy i sprawdzenia naszych możliwości.
Przygotował: Tomasz Radko
Zakład Gospodarki o Obiegu Zamkniętym