25178

مطالعه تجربي فرايند پيروليز تايرهاي فرسوده در راكتور دوار و توليد فراورده هاي داراي ارزش افزوده

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي-طراحي فرايندهاي نفت و گاز

1396

1399/12/20

دكتر سيد حسن هاشم آبادي

دكتر اسماعيل يزداني

مهندسي شيمي نفت و گاز

فرآيند پيروليز يكي از روش‌هاي مديريت ضايعات پليمري است كه علاوه بر كاهش مخاطرات زيست ‌محيطي آن‌ها، از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه بوده و با توليد مواد با ارزش مي‌تواند بخشي از نياز سوخت جامعه را تامين كند.در پژوهش حاضر، فرآيند پيروليز تايرهاي فرسوده در راكتور دوار بصورت تجربي بررسي شده است. جهت بررسي پارامتر تاثيرگذار دما نهايي بر فرآيند پيروليز ، آزمايشات مختلف در شرايط همدما در دماهاي نهايي مختلف انجام و ميزان محصولات مايع و جامد اندازه گيري گرديد.پس از تعيين دماي بهينه جهت حصول به بيشترين ميزان محصول مايع و حصول اطمينان از اينكه نتيجه حاصل شده با نتايج پژوهشگران قبلي تطابق دارد، تاثير تغيير نرخ حرارتي در شرايط غير همدما، بر ميزان محصولات پيروليز بعنوان پژوهشي جديد مورد بررسي قرارگرفت. همچنين، با بررسي محصولات جمع¬آوري شده در فواصل زماني مختلف فرآيند پيروليز در شرايط همدما، تغيير در تركيبات محصول مايع ، طي فرايند پيروليز مورد بررسي قرار گرفت.نتايج حاصل از پژوهش تجربي نشان داد كه در تطابق با نتايج گزارش شده توسط پژوهشگران قبلي مي‌باشد. بر اين اساس با افزايش دماي بستر از 450 تا °C 550 مقدار محصولات مايع توليد شده تقريبا 6/12درصد افزايش و با افزايش از دماي 550 تا °C 750 ميزان محصولات مايع تقريبا 1/6 درصد كاهش مي‌يابد. در ادامه با افزايش نرخ حرارتي، ميزان محصولات مايع در نرخ هاي حرارتي بالاتر در ابتدا فرآيند بيشتر و با افزايش دماي فرآيند به بالاتر از °C 600 ميزان محصول مايع كاهش مي¬يابد. با تغيير نرخ حرارتي (دماي نهايي ثابت و زمان هاي مختلف)، ميزان محصول مايع با افزايش زمان از 30 دقيقه به 50 دقيقه تنها 3درصد افزايش يافت.با بررسي محصولات جمع¬آوري شده در فواصل زماني مختلف در بازه زماني 15 تا 65 دقيقه فرآيند پيروليز در دماهاي نهايي 400 و °C 500 در شرايط همدما، بازده محصول مايع در دماي °C 400 با گذشت زمان داراي روند كاهشي بود در حاليكه اين روند براي دماي °C 500 در ابتدا افزايشي و سپس كاهشي مشاهده گرديد. همچنين با بررسي نتايج آناليزهاي دانسيته، CHNS و Sim.Dist. بر روي محصولات مايع بدست آمده در بازه هاي زماني 15-0 دقيقه و 35-15 دقيقه پيروليز در دماي°C 500 بصورت همدما مشخص گرديد در بازه زماني اول، مايع توليد شده داراي بيشترين تركيب درصد محصولي با مشخصات شبيه به بنزين مي باشد در حاليكه مايع توليدي در بازه زماني بعدي داراي بيشترين تركيب درصد محصولي با مشخصات شبيه به سوخت سنگين مي باشد. نتايج اين آزمايش نشان مي دهد كه در ابتداي فرايند پيروليز، روند توليد مايع افزايشي و محصول سبك توليد مي گردد. با افزايش زمان و آغاز واكنشهاي ثانويه، روند توليد مايع كاهش مي يابد و محصول سنگين تري توليد مي گردند. واژه‌هاي كليدي: پيروليز، راكتور دوار، تاير فرسوده، مطالعات تجربي، بازده.

1400/06/15

Experimental Study on Pyrolysis of Waste Tires in Rotating Reactors and Production of Value-Added Products.

1/1/1900 12:00:00 AM

Pyrolysis process is one of the methods for waste polymer management. This process reduces environmental hazards and is economical as well and produces the valuable products such as fuel which can cover part of the fuel demands. Thus, understanding the mechanism, reaction and transport phenomena is necessary to improve and optimized the process. In this way, in the present study, the pyrolysis of waste tire in a rotating reactor has been investigated experimentally. In order to investigate the effective parameter of the final temperature on the pyrolysis, different experiments were performed under isothermal conditions at different final temperatures and the amount of liquid and solid products were measured.After determining the optimum temperature to obtain the maximum amount of liquid product and ensuring that the result is consistent with the results of previous researchers, the effect of temperature change in non-isothermal conditions, on the amount of pyrolysis products was reviewd as a new study. Also, by analysing the collected products at different time intervals of the pyrolysis under isothermal conditions, the change in the composition of the liquid product during the pyrolysis process was investigated.The results of experimental researches are in agreement with the results reported by other researchers. In this regard by increasing the temperature of rotating bed from 450 to 550°C, the amount of liquid would be increased (about 12.6%) and by increasing the temperature from 550 to 750°C, the amount of liquid would be reduced (about 6.1%). Increasing the heating rate, at first causes to increase the liquid yield and then had negative effect on liquid yield. By Changing the heating rate, the liquid yield was increased 3% during time period from 30 min to 50 min, By analyzing the products collected at different time intervals in the period of 15 to 65 minutes of pyrolysis at final temperatures of 400 and 500 ° C under isothermal conditions, the yield of the liquid product at 400 ° C had a decreasing trend over time, while this trend for temperature of 500 ° C was first increasing and then decreasing.Also by reviwing the results of density, CHNS and Sim.Dist.analyzes on liquid products obtained in the intervals of 0-15 minutes and 15-35 minutes of pyrolysis in a isothermal condition at a temperature of 500 ° C, was identified that, at the beginning of the pyrolysis, an increasing liquid production and a light product like gasoline are produced. The liquid produced in the next period has the highest percentage of products like heavy fuel. As time increases and secondary reactions begin, the liquid production decreases and a heavier product is produced. Keywords: Pyrolysis, rotary reactor, waste tire, experimental studies, yield.

پيروليز، راكتور دوار، تاير فرسوده، مطالعات تجربي، بازده.

Pyrolysis, rotary reactor, waste tire, experimental studies, yield.