КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ПАРОВОГО ПИРОЛИЗА ОТРАБОТАННЫХ ШИН

Abstract

Ссылка для цитирования: Ларионов К.Б., Губин В.Е., Горшков А.С. Кинетика процесса парового пиролиза отработанных шин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 6. – С.204-212. Актуальность исследования обусловлена долговременным и стабильно высоким уровнем формирования шинных отходов. Кроме того, доля перерабатываемых шин в России в настоящее время невелика в сравнении со странами c высокой экологической культурой. Существуют законодательные рекомендации по вовлечению вторичного сырья в производственный сектор. Предложен возможный способ утилизации отработанных шин путем парового пиролиза, обеспечивающий получение ценных продуктов в виде масла и углеродного остатка. В работе представлено сравнение процессов парового и бескислородного (в среде аргона) пиролиза по значениям величин формальной кинетики, которые могут найти потенциальное применение при разработке или модернизации профильного оборудования. Цель: определение энергии активации процесса разложения отработанных шин в инертной среде аргона и в среде перегретого пара. Объекты: гранулят отработанных шин крупногабаритной карьерной техники, размер фракции 2–4 мм. Методы: термогравиметрический анализ, технический анализ, поточный газовый анализ, метод Ozawa–Flynn–Wall, метод Friedman, метод Kissinger–Akahira–Sunose. Результаты. По данным термогравиметрического анализа были определены значения параметров процесса термического разложения. С повышением скорости нагрева в независимости от типа среды наблюдались: увеличение максимальной скорости потери массы, большее количество углеродного остатка пиролиза и смещение процесса в высокотемпературную область. Применение пара в качестве инертного агента обеспечивает более интенсивный и равномерный процесс при характерных температурах ниже на 75–90 °C. С использованием изоконверсионных методов расчета (Friedman, OFW, KAS) были определены значения энергии активации разложения образца отработанных шин в среде аргона и пара. Средние значение энергии активации в среде аргона и пара составили 98,9 и 268,4 кДж/моль соответственно.