Thermal degradation of plastics and waste rubber in the molten metal bed reactor

• Autorzy: Słowiński K. , Stelmachowski M.

Warianty tytułu

PL

Rozkład termiczny tworzyw sztucznych i odpadów gumowych w reaktorze ze stopionym złożem metalicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of the thermal degradation of polyethylene, polypropylene and waste rubber performed in a new type of tubular reactor with molten metal are presented. The melting and degradation process were carried out in one apparatus in the temperature 390÷420°C. The full time of the presented process is shorter than the time of catalytic or thermal degradation processes performed in classical batch or continuous flow reactors. The degradation of scrap rubber and plastics were carried out in the inside of the molten metal bed and on its surface. The problems encountered with: the disintegration of wastes, the heat transfer from the wall to the particles, cooking at the walls of the reactor, and mixing of the molten volume of wastes are significantly reduced. Gaseous (10÷20 mass %) and liquid (80÷90 mass %) products were obtained during the degradation of waste rubber and plastics. Both streams of products were analyzed by gas chromatography. The gaseous stream contained hydrocarbons from C2 to C8 and the liquid product consisted of hydrocarbons C4 to C24. The most of liquid hydrocarbons mixture was the fraction C4÷C10. The obtained liquid product may be used in petrochemical and refinery industry for fuel production.

PL

Zaprezentowano rezultaty rozkładu termicznego polietylenu, polipropylenu i odpadów gumowych pochodzących ze zużytych opon, przeprowadzonego w reaktorze rurowym wypełnionym ciekłym metalem. Proces topienia i rozkładu przeprowadzono w temperaturze 390÷420°C. Całkowity czas trwania procesu jest krótszy w porównaniu do rozkładu termicznego i katalitycznego przeprowadzonego w klasycznych reaktorach okresowych lub przepływowych. Dekompozycja rozdrobnionych zużytych opon i tworzyw sztucznych przebiegała wewnątrz stopionego złoża metalicznego oraz na jego powierzchni. Problemy związane z równomiernym doprowadzeniem strumienia ciepła od ścianek do cząstek rozkładanego materiału, koksowaniem w strefie przyściennej reaktora, mieszaniem stopionej objętości surowca zostały znacząco zmniejszone. W wyniku rozkładu otrzymano produkt gazowy (10÷20% mas.) oraz produkt ciekły (80÷90% mas.). Oba strumienie produktu poddano analizie chromatograficznej. Produkt gazowy zawierał węglowodory od C2 do C8. Produkt ciekły składał się z mieszaniny węglowodorów od C4 do C24. Największy udział w produkcie ciekłym miała frakcja C4÷C10. Otrzymany produkt ciekły nadaje się do wykorzystania w przemyśle petrochemicznym i rafineryjnym jako alternatywne źródło surowca do produkcji paliw.

Słowa kluczowe

EN

thermal decomposition; thermal degradation; waste plastics; molten metal bed reactor; scrap tires; waste rubber

PL

rozkład termiczny; tworzywa sztuczne; odpady tworzyw sztucznych; reaktor ze stopionym złożem metalicznym; zużyte opony; odpady gumowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 2, No. 2
• Strony: 385--391
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Słowiński K.

• Faculty of Process and Environmental Engineering, Lodz University of Technology, ul. Wólczańska 213 90-924 Łódź, tel. [phone]

autor

Stelmachowski M.

• Faculty of Process and Environmental Engineering, Lodz University of Technology, ul. Wólczańska 213 90-924 Łódź, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Rocznik Statystyczny, Ochrona Środowiska, Polska, 2006, Statistical Yearbook of Environment Protection, Poland, 2006.
• [2] Galvagno S., Casu S., Casablanca T., Calabrese A. and Cornacchia G.: Pyrolysis for treatment of scrap tyres: preliminary experimental results. Waste Manage., 2002, 22(8), 917-923.
• [3] Rodriguez del Marco I., Laresgoiti M.F., Cabrero M.A., Torres A., Chomon N.J. and Caballero B.: Pyrolysis of scrap tires. Fuel Process Technol., 2001, 72, 9-22.
• [4] Stelmachowski M.: Termo-katalityczna degradacja polimerów (Thermo-catalytic degradation of polymers). Monografie, PAN Oddział w Łodzi, Komisja Ochrony Środowiska, Łódź 2003.
• [5] Radziszewski P., Kalabińska M. and Piłat J.: Wykorzystanie miału gumowego ze zużytych opon samochodowych do modyfikacji asfaltów (Utilization of used tires to modify asphalts). Wastes Environ., 2001, 5, 22-29.
• [6] Scrap Tire Recycling, A Summary of Prevalent Scrap Tire Recycling Methods. http://home.snafu.de/kurtr/str/en.html.
• [7] Błędzki A.K.: Recykling materiałów polimerowych (Recycling of polymers). WNT, Warszawa 1997.
• [8] Matsunami J., Yoshida S., Yokota O., Nezuka M., Tsuji M. and Tamaura Y.: Gasification of waste tyre and plastic (PET) by solar thermochemical process for solar energy utilization. Solar Energy, 1999, 65(1), 21-23.
• [9] Krauze M. and Trzeszczyński J.: Analiza rozkładu termicznego polietylenu i polipropylenu (Analysis of thermal decomposition of polyethylene and polypropylene). Ekoplast, 2002, 21(22), 15-25.
• [10] Czaja K.: Poliolefiny a środowisko (Polyolefins and Environment). Elastomers, 2002, 6(6), 15-21.
• [11] Sułkowski W., Ossowski J. and Makarucha B.: Bezkatalityczna termodestrukcja poliolefin (Thermal destruction of polyolefins). Ekoplast, 1998, 14, 61-68.
• [12] Domingo J. and Cabanero D.: Process and device for regeneration of monomer from polymethyl methacrylate. Spanish Patent 192909, 1949.
• [13] Mausre W.E., Donahue J.R., Larue G.W., Bonney L.H., Glanton G.W. and Harris W.L.: Method and Apparatus for Thermal Conversion of Organic Matter. US 342056 and European Patent Application 90401093.1, 1989.
• [14] Stelmachowski M. and Tokarz Z.: Sposób ciągłego przetwarzania odpadów organicznych, zwłaszcza silnie zanieczyszczonych odpadów tworzyw sztucznych oraz zużytych opon samochodowych. Zgłoszenie patentowe, P358773, 2003.
• [15] Newborough M., Highgate D. and Vaughan P.: Thermal depolymerization of scrap polymers. Appl. Thermal Eng., 2002, 22, 1875-1883.