I principi di funzionamento del "Pirotex"
I principali componenti nella linea di sintesi chimica del gas di pirolisi nell'impianto "Pirotex", destinato alla trasformazione ed al riciclo dei rifiuti di gomma e degli scarti contenenti polimeri, sono lo scrubber di lavaggio ad acqua, lo sgocciolatoio coagulante ad umido ed il separatore centrifugo.
I componenti principali della linea "Pirotex":
Il gas di pirolisi, riscaldato a una temperatura di 260-560 gradi centigradi, dal crogiolo contenente gomma, si trasferisce mediante una tubazione attraverso le chiuse allo scrubber di lavaggio ad acqua, dove sotto l'influenza del riflusso del reagente di raffreddamento si condensa parzialmente e si raffredda. Poi, passando attraverso il tubo di Venturi, collegato in serie con lo stesso mediante l'adsorbitore controcorrente supplementare, la parte oleosa del gas di pirolisi si raffredda e si condensa definitivamente, trasformandosi in un combustibile sintetico liquido. Il separatore centrifugo viene usato per la deumidificazione del gas di pirolisi. Successivamente, il gas viene utilizzato in toto per tenere attivo il processo di pirolisi.
Questo sistema consente di estrarre completamente il componente liquido dal gas di pirolisi senza perdite.
Nel processo di pirolisi sotto l'azione esterna del calore, in momenti diversi, nel crogiolo caricato con gomma (pneumatici) si formano quantità di gas di pirolisi diverse dal punto di vista volumetrico, che vengono rimosse dalla zona di reazione mediante un ventilatore di gas. La riduzione della pressione nel crogiolo è regolato da un sistema di sensori di pressione collegato con un regolatore di frequenza che impone le rotazioni adeguate al ventilatore di gas.
Dato che il gas di pirolisi viene rimosso molto rapidamente dalla zona di reazione, si riesce ad ottenere il massimo di frazione liquida, cioè fino al 60% della materia prima caricata. Il tempo di permanenza prolungata dei vapori del liquido di pirolisi nella zona ad alta temperatura provoca il cracking secondario. In questo passaggio i vapori si scompongono in gas incondensabili in condizioni normali. Per il cracking secondario si consuma energia termica supplementare, e la dissoluzione dei vapori dei liquidi di pirolisi in gas porta ad una diminuzione della resa del liquido di pirolisi.
Inizialmente, il riscaldamento indiretto della gomma nel crogiolo è dovuto alla combustione del combustibile di pirolisi nei bruciatori, appositamente configurati e adattati per la composizione specifica. L'alta percentuale delle frazioni pesanti nel prodotto, e la grande quantità di "acqua di pirolisi" chimicamente legata, per molto tempo non ha permesso di ottenere una fiamma regolare nei bruciatori di marche come BALTUR, BENTONE ecc. Oggi questo problema è stato superato con successo, ed il sistema specifico individuato per l’eliminazione dei gas di scarico del combustibile dai bruciatori permette di sfruttare detti bruciatori praticamente senza fumo e odore. Questo fattore è importante per preservare l'equilibrio ecologico. I bruciatori sono identici a tutti gli effetti a quelli americani, ma sono quasi tre volte più vantaggiosi dal punto di vista del prezzo e non richiedono una manutenzione specifica. Grazie a questo aspetto si può mantenere il prezzo dell'impianto in un segmento competitivo.
L'impianto "Pirotex" può funzionare per quasi tutto il giorno, il processo di pirolisi di un carico di materia trasformabile (da 0,3 a1,5 tonnellate) dura da 5 a 6 ore. Il catalizzatore utilizzato per accelerare il processo di pirolisi permette di riciclare circa 2,2 volte più gomma nel periodo stabilito. Il catalizzatore si rinnova di continuo e non richiede alcun costo aggiuntivo. Il sistema di preriscaldamento della gomma nella fase iniziale permette un risparmio di combustibile del 18% - 20%.
Sistema di raffreddamento della materia prima dopo il completamento del processo di pirolisi. Il carbonio residuo, formatosi dopo la pirolisi della gomma nel crogiolo, alla fine della reazione ha una temperatura di circa 400-550 gradi e in condizioni normali richiede da 12 a 14 ore per raffreddarsi prima dell'apertura del crogiolo. Nell'impianto è attivo un sistema di raffreddamento del carbonio residuo mediante vapore surriscaldato. Il vapore, attraverso una tubazione, entra nel crogiolo ed entro 30-80 minuti è efficace sul carbonio residuo e sulla fibra metallica.
Dopo il raffreddamento fino a 120 -140 gradi centigradi, il prodotto trasformato può essere scaricato e separato, dopo aver eliminato i residui più grandi di fibra metallica con l’aiuto di un vibrovaglio. Dopo aver passato il vibrovaglio, il carbonio residuo frazionato, condotto su nastri trasportatori con separatore magnetico integrato, si separa dalle fibre metalliche ed è pronto come semilavorato per le successive operazioni.
Per scaricare il carbonio residuo e la fibra di metallo dal crogiolo nel vibrovaglio si suggerisce un ribaltatore idraulico per ridurre al minimo il lavoro manuale. L'esperienza ha dimostrato che inizialmente, per avviare il funzionamento normale di pirolisi della gomma, si deve consumare dal 15 al 25% di combustibile liquido, generato nello stesso impianto. Di conseguenza, con un carico di 500 kg di gomma nel crogiolo si possono produrre fino a 300 litri di olio combustibile da pirolisi, di cui 75 litri saranno consumati per il preriscaldamento delle materie prime. Dopo la transizione da combustibile liquido a gas (gas di pirolisi), la reazione continua ancora per 4,5 ore.
Successivamente, il crogiolo usato con il carbonio residuo e la fibra di metallo, viene sostituito dal crogiolo caricato con gomma preriscaldato fino a 80-120 gradi centigradi dal gas emanato dai bruciatori dell'impianto. Grazie a ciò si può consumare il 20% di combustibile in meno rispetto al primo avviamento dell'impianto. Il forno di pirolisi termoisolato con basalto e rivestito con mattoni refrattari, è progettato per l’isolamento e la condensazione del calore proveniente dai bruciatori di olio-gas, e permette di risparmiare sull’agente termico, grazie anche alla sua soluzione costruttiva. In concreto non ci sono emissioni nocive derivanti dal funzionamento dell'impianto.
Questo fatto permette di costatare che l'uso degli impianti "Pirotex" può essere raccomandato per regioni con requisiti elevati per gli standard ambientali. E’ possibile visitare gli impianti "Pirotex" del gruppo “Zhelezno”, destinati alla trasformazione ed al riciclaggio di rifiuti in gomma e di scarti contenenti polimeri, ed anche valutare le opportunità e le soluzioni costruttive dopo aver compilato il questionario per la visita.