Mikrovlnami podporované splyňovanie sa ukazuje ako metóda, ktorá umožňuje energeticky zhodnotiť odpadové pneumatiky. Splyňovanie bolo realizované v dvoch krokoch – predpríprava v mikrovlnnom reaktore HR – Lab a následne mikrovlnami podporovaná oxidácia syntézneho plynu, ktorá sa uskutočnila v malom mikrovlnnom reaktore.
Stručný obsah článku, který vyšel v čísle 1/2017 časopisu Energie 21.
Vážnou hrozbou pre životné prostredie je výrazne sa zvyšujúci počet vyrábaných a použitých pneumatík. Celosvetovo sa odhaduje približne 17 miliónov ton pneumatík vyrobených každý rok. Nakoľko sú odpadové pneumatiky odolné voči biodegradácii a fotochemickému rozkladu, právne predpisy EÚ vedú k riešeniam umožňujúcim premenu gumového odpadu na energiu alebo nové polymérne materiály.
Vzhľadom na špecifické účinky mikrovlnného žiarenia a rôzne mechanizmy vzájomnej interakcie s materiálmi uvádzame výsledky experimentálneho výskumu splyňovania odpadových pneumatík pomocou mikrovlnného ohrevu.
Výhodou mikrovlnného ohrevu, v porovnaní s bežnými spôsobmi, je homogenita ohrevu celej štruktúry, rýchly štart ohrevu a vysoká dynamika procesu. Skúsenosti s použitím mikrovĺn v chemickom a potravinárskom priemysle dokazujú, že ide o otestované a ekonomicky prijateľné technológie.
Splyňovanie odpadu bolo realizované v laboratórnom mikrovlnnom (MW) reaktore HR-Lab. Mikrovlnami podporovaná oxidácia syntézneho plynu sa realizovala v MOS reaktore. Experimentálna aparatúra bola tiež vybavená mikrovlnným oxidačným systémom (MOS) – malým mikrovlnným reaktorom opatreným štyrmi mikrovlnnými generátormi, každý s výkonom 3 kW. Aparatúra zahŕňala aj plynové analyzátory na meranie zloženia syntézneho plynu. Predbežné testy s granulovanými odpadovými pneumatikami boli vykonané v laboratórnej muflovej peci.
Predmetom štúdie bolo preskúmanie možností energetického zhodnotenia odpadových pneumatík pomocou mikrovlnami podporovaného splyňovania. Bola vykonaná analýza syntézneho plynu získaného z odpadových pneumatík z hľadiska zloženia a energetického zhodnotenia získaných plynov. Bola pozorovaná dobrá účinnosť oxidácie v reaktore MOS blízka hodnote 100 %.
Nameraná koncentrácia prchavých organických zlúčenín na výstupe reaktora MOS bola prakticky nulová. Reaktor MOS pracoval väčšinu času v autotermálnom móde, t.j. bez spotreby energie mikrovlnných generátorov. Vysoký obsah energie pevných zvyškov materiálu zo splyňovania, naznačuje, že tieto materiály môžu byť použité pre ďalšie energetické využitie.
Z hľadiska výsledku procesu splyňovania je zaujímavý aj vysoký obsah uhlíka v materiáli, ktorý zostal po splyňovaní odpadových pneumatík ako aj vysoká kalorická hodnota zvyškov, ktoré môžu predstavovať aj ďalšie kvalitné produkty okrem získaných horľavých plynov.
M. Giemza, F. Janíček, M. Perný, V. Šály, Slovenská technická univerzita Bratislava
Obrázky:
Použité pneumatiky sú hrozbou pre životné prostredie. Foto archiv/Žamberk.cz
MW reaktor Aton HR
MW reaktor MOS
Experimentálna aparatúra
