يخلِّف العالم سنويًا ما يزيد عن مليار إطار مستخدم لا يتم إعادة تدوير إلا للقليل فقط من الإطارات المستخدمة. على سبيل المثال، يتم إعادة تدوير 5% منها في أستراليا، في حين يتم التخلص من الكمية الباقية 13% منها بطرق غير قانونية، وينتهي بها الحال في مقالب القمامة، وذلك الخيار الأسوأ بيئيًا.
يأخذ الإطار المطاطي حوالي 30,000 عام للتحلل، شاغلًا مساحة عظيمة، وموفرًا مأوى للحشرات الطفيلية والناموس، ومهددًا بخطر الاشتعال. ينتج حوالي 450 كجم من الغازات السامة عن حرق طن من مخلفات الإطارات. وهكذا، فإن تأثيرها المدمر على البيئة واضح. ونظرًا للقيمة الحرارية العالية لفتات الإطارات، فإن الخيار الأكثر نفعًا وربحًا لإعادة تدويرها هو التحلل في وحدات الاستخلاص الحراري.
تشير تلك العملية إلى التحلل الحراري للإطارات في غياب الأكسجين، وهي تهدف إلى استرداد أسود الكربون، والصلب، والهيدروكربونات، والهيدروجين. وتنطوي عملية إعادة التدوير في وحدات الاستخلاص الحراري على وضع الإطارات في وحدة الانحلال الحراري بشكل مباشر. المواد الناتجة عن تلك العملية تتمتع بقيمة حرارية عالية جدًا. وعلاوة على ذلك، تسترد وحدات الانحلال الحراري ما يقرب من 38% من وزن الإطارات في صورة فحم كربوني (كربون أسود).
كيفية التخلص من نفايات الإطارات لاستخدامات إعادة التدوير
يتكون الإطار بشكل رئيسي من المطاط وأسود الكربون وأكسيد الزنك والكبريت والمكونات العضوية الأخرى. من خلال عملية الانحلال الحراري، يمكن أن تتحلل الإطارات إلى زيت الانحلال الحراري وأسود الكربون وغاز الانحلال الحراري. وعادة ما يحدث الانحلال الحراري للإطارات في بيئة مغلقة وفقيرة بالأكسجين، مع درجة حرارة تتراوح بين 400–450 درجة مئوية. وبطبيعة الحال، أنواع مختلفة من المطاط لها درجة حرارة مختلفة للتحلل الحراري. بالنسبة للمطاط الطبيعي، نظرًا لطبيعته الساخنة الضعيفة، تكون درجة حرارة الانحلال الحراري أقل. أما بالنسبة لمطاط الستايرين بوتادين ومطاط البوتادين، تكون درجة حرارة الانحلال الحراري أعلى.
ما هي آلية مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات؟
بالنسبة لمصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات فهو يشمل بشكل أساسي نظام المعالجة المسبقة للإطارات، وجهاز تغذية الإطارات، ومفاعل الانحلال الحراري للإطارات، ونظام تبريد الغاز النفطي، ونظام تنظيف الغاز الخلفي، ونظام تنظيف الدخان، وجهاز تفريغ أسود الكربون، وما إلى ذلك.
أولًا، سيتم تحميل الإطارات في مصنع الانحلال الحراري، وتم البدء في التسخين الحراري للمفاعل. وبعد حوالي 3 ساعات، سيخرج غاز زيت الانحلال الحراري ويتدفق إلى نظام التبريد ليتم تكثيفه إلى زيت. وفي الوقت نفسه، يتدفق غاز الانحلال الحراري غير القابل للتكثيف إلى نظام تنظيف الغاز الخلفي ليتم تنظيفه وإعادة تدويره لتسخين مفاعل الانحلال الحراري. عادة يمكن الانتهاء من عملية الانحلال الحراري للإطارات خلال 8–10 ساعات. بعد ذلك، يجب تفريغ البقايا (أسود الكربون والأسلاك الفولاذية) داخل نظام الانحلال الحراري بعد أن يبرد مفاعل الانحلال الحراري. في نفس الوقت، الدخان الناتج من فرن حرق الوقود سوف يتم تصفيته عن طريق نظام تنظيف الدخان قبل إطلاقه.
ما الفائدة التي يمكن أن تحصل عليها من مصنع إعادة تدوير نفايات الإطارات بالتحلل الحراري؟
المنفعة البيئية
أولًا، يمكن لمصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات التخلص من نفايات الإطارات القابلة للاحتراق وتحويلها إلى زيت الوقود وأسود الكربون والغاز القابل للاحتراق والأسلاك الفولاذية لاستخدامها في إعادة التدوير دون توليد تلوث ثانوي. وهذا يعني أن مصنع إعادة تدوير نفايات الإطارات بالتحلل الحراري يمكن أن يحل مشكلة تلوث نفايات الإطارات، ويعود بالنفع على البيئة.
المنفعة الاقتصادية
بالنسبة لمصنع إعادة تدوير نفايات الإطارات بالتحلل الحراري، ستكون المنتجات النهائية هي زيت الوقود وأسود الكربون والغاز القابل للاحتراق والأسلاك الفولاذية، والتي يمكن إعادة استخدامها جميعًا وتعود بالنفع على مشغل المصنع. المنتجات التي يتم الحصول عليها من مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات لها نطاق واسع من الاستخدامات في حياتنا:
زيت الانحلال الحراري زيت الانحلال الحراري هو المنتج الرئيسي من مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات، والذي عادة ما يكون إنتاجه 40–50%، بكثافة 900–950 كجم/م³ وقيمة تسخين 40–43 ميجا جول/كجم. نظرًا لقيمته الحرارية العالية، يمكن استخدام زيت الانحلال الحراري مباشرة كوقود تسخين في المصانع الصناعية لاستخدام الغلايات، أو يمكن تكريره بشكل أكبر لتنظيف وقود الديزل لمزيد من الاستخدام بواسطة محطة تقطير الزيت الانحلال الحراري. أسود الكربون الناتج من الانحلال الحراري أسود الكربون هو المنتج الثاني من مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات، والذي يمكن إعادة تدويره لاستخدامه كإضافات للإطارات والمنتجات المطاطية، أو مادة القطب الكهربائي، والمواد المركبة، وحبر الأصباغ والطباعة، ومواد الأسفلت، والدفعة الرئيسية من الألوان، وما إلى ذلك. غاز الانحلال الحراري يتم إعادة تدوير غاز الانحلال الحراري مباشرة إلى الفرن لتسخين مفاعل الانحلال الحراري. المكون الرئيسي لغاز الانحلال الحراري يشمل الألكان، الألكين، البنزين، ميثيل بنزين، الزيلين، الهيدروجين، النيتروجين، أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، كبريتيد الهيدروجين، إلخ. ويتم توزيع الغاز بشكل أساسي على الإيثيلين، ثم البروبيلين، والبيوتان، والأيزوبيوتين، وما إلى ذلك. وباستثناء الهيدروجين والميثان، تحتوي العناصر الأخرى أساسًا على C2 وC3 وC4. نظرًا لجودته المستقرة ومحتوى الكبريت المنخفض، يمكن استخدام غاز الانحلال الحراري مباشرة كوقود صناعي ومنزلي، والقيمة الحرارية له قريبة من الغاز الطبيعي، والذي يمكن استخدامه أيضًا في مولد البخار أو التوربين. أسلاك الفولاذ يمكن بيعها بسهولة كحديد خردة أو إعادة تدويرها إلى مصنع الصلب لإعادة صهرها وتصنيع منتجات فولاذية جديدة.
عند تدوير طن واحد من الإطارات بواسطة الانحلال الحراري نحصل على: * 450 كيلو زيت وقود يحتاج لمعالجة بسيطة ليصبح مثل وقود الديزل. * 300 كيلو أسود كربون، وبعد طحنه يصبح مادة ذات جدوى اقتصادية لاستعماله في الأصباغ للبلاستيك وغيره. * 150 كيلو جرام حديد يباع مباشرة كخردة.
يمكن استعمال مثل هذه التقنية في مجالات أخرى ولكن باختلاف بسيط في الآلات وطريقة الاستعمال وهي:
مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات البلاستيك، وهو نوع من الآلات التي يمكنها التخلص من نفايات البلاستيك وتحويلها إلى زيت الوقود. كما نعلم جميعًا، تشكل النفايات البلاستيكية حوالي 30% من إجمالي القمامة التي يتم جمعها، ويشمل ذلك الزجاجات البلاستيكية، والحاويات، وأجزاء جسم السيارة، والأغلفة البلاستيكية، والتغليف، والسلع الإلكترونية، وما إلى ذلك. ونظرًا لأن البلاستيك بطيء التحلل، فقد أصبح هذا النوع من النفايات مشكلة خطيرة. لذلك، أصبح حل مشكلة التلوث البلاستيكي أمرًا وشيكًا، وأفضل طريقة للتخلص من النفايات هي تحويل النفايات إلى ثروة وإعادة تدوير الموارد. لذلك، يعد مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات البلاستيك خيارًا جيدًا لإعادة التدوير.
محطة الانحلال الحراري لحمأة الزيت، وهي المعدات الأكثر مثالية لمعالجة حمأة الزيت وإعادة استخدام النفط الخام في الحمأة. منتج الحمأة النفطية هو منتج ثانوي لاستكشاف الموارد البترولية وحفرها وتخزينها وتكريرها، وهي تتكون بشكل رئيسي من النفط الخام والماء والحمأة. إذا لم تتم معالجتها بشكل فعال، فإن الحمأة النفطية سوف تسبب تلوثًا كبيرًا للبيئة. ونظرًا لوجود الكثير من النفط في الحمأة، يجد بعض المستثمرين فرصًا، وهم حريصون على إيجاد طرق صديقة للبيئة للتخلص من حمأة النفط. إن إنشاء مصنع الانحلال الحراري لحمأة الزيت سيكون خيارهم الأكثر منطقية.
ملاحظة: تعاني المناطق التي يتم استخراج النفط بها من مشاكل تلوث نتيجة تسرب النفط الخام وتسببه في تلوث البيئة المحيطة بها، وتقوم هذه المحطة بتنقية التربة من النفط واسترجاع الكميات المسربة نتيجة استخراج النفط أو حدوث تسرب من أحد الأنابيب.
الخلاصة يتلخص عمل هذا المشروع في إعادة تدوير كل من الإطارات المستعملة والمنتجات المطاطية للحصول على منتجات أخرى ذات جدوى اقتصادية وهي زيت الوقود الشبيه بالديزل، وأسود الكربون بنسبة 38% من حجم الإطار، وكذلك حديد بنسبة 15%، والذي بعد طحنه يصبح مادة ذات جدوى اقتصادية للصناعات البلاستيكية.
يأخذ الإطار المطاطي حوالي 30,000 عام للتحلل، شاغلًا مساحة عظيمة، وموفرًا مأوى للحشرات الطفيلية والناموس، ومهددًا بخطر الاشتعال. ينتج حوالي 450 كجم من الغازات السامة عن حرق طن من مخلفات الإطارات. وهكذا، فإن تأثيرها المدمر على البيئة واضح. ونظرًا للقيمة الحرارية العالية لفتات الإطارات، فإن الخيار الأكثر نفعًا وربحًا لإعادة تدويرها هو التحلل في وحدات الاستخلاص الحراري.
تشير تلك العملية إلى التحلل الحراري للإطارات في غياب الأكسجين، وهي تهدف إلى استرداد أسود الكربون، والصلب، والهيدروكربونات، والهيدروجين. وتنطوي عملية إعادة التدوير في وحدات الاستخلاص الحراري على وضع الإطارات في وحدة الانحلال الحراري بشكل مباشر. المواد الناتجة عن تلك العملية تتمتع بقيمة حرارية عالية جدًا. وعلاوة على ذلك، تسترد وحدات الانحلال الحراري ما يقرب من 38% من وزن الإطارات في صورة فحم كربوني (كربون أسود).
كيفية التخلص من نفايات الإطارات لاستخدامات إعادة التدوير
يتكون الإطار بشكل رئيسي من المطاط وأسود الكربون وأكسيد الزنك والكبريت والمكونات العضوية الأخرى. من خلال عملية الانحلال الحراري، يمكن أن تتحلل الإطارات إلى زيت الانحلال الحراري وأسود الكربون وغاز الانحلال الحراري. وعادة ما يحدث الانحلال الحراري للإطارات في بيئة مغلقة وفقيرة بالأكسجين، مع درجة حرارة تتراوح بين 400–450 درجة مئوية. وبطبيعة الحال، أنواع مختلفة من المطاط لها درجة حرارة مختلفة للتحلل الحراري. بالنسبة للمطاط الطبيعي، نظرًا لطبيعته الساخنة الضعيفة، تكون درجة حرارة الانحلال الحراري أقل. أما بالنسبة لمطاط الستايرين بوتادين ومطاط البوتادين، تكون درجة حرارة الانحلال الحراري أعلى.
ما هي آلية مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات؟
بالنسبة لمصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات فهو يشمل بشكل أساسي نظام المعالجة المسبقة للإطارات، وجهاز تغذية الإطارات، ومفاعل الانحلال الحراري للإطارات، ونظام تبريد الغاز النفطي، ونظام تنظيف الغاز الخلفي، ونظام تنظيف الدخان، وجهاز تفريغ أسود الكربون، وما إلى ذلك.
أولًا، سيتم تحميل الإطارات في مصنع الانحلال الحراري، وتم البدء في التسخين الحراري للمفاعل. وبعد حوالي 3 ساعات، سيخرج غاز زيت الانحلال الحراري ويتدفق إلى نظام التبريد ليتم تكثيفه إلى زيت. وفي الوقت نفسه، يتدفق غاز الانحلال الحراري غير القابل للتكثيف إلى نظام تنظيف الغاز الخلفي ليتم تنظيفه وإعادة تدويره لتسخين مفاعل الانحلال الحراري. عادة يمكن الانتهاء من عملية الانحلال الحراري للإطارات خلال 8–10 ساعات. بعد ذلك، يجب تفريغ البقايا (أسود الكربون والأسلاك الفولاذية) داخل نظام الانحلال الحراري بعد أن يبرد مفاعل الانحلال الحراري. في نفس الوقت، الدخان الناتج من فرن حرق الوقود سوف يتم تصفيته عن طريق نظام تنظيف الدخان قبل إطلاقه.
ما الفائدة التي يمكن أن تحصل عليها من مصنع إعادة تدوير نفايات الإطارات بالتحلل الحراري؟
المنفعة البيئية
أولًا، يمكن لمصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات التخلص من نفايات الإطارات القابلة للاحتراق وتحويلها إلى زيت الوقود وأسود الكربون والغاز القابل للاحتراق والأسلاك الفولاذية لاستخدامها في إعادة التدوير دون توليد تلوث ثانوي. وهذا يعني أن مصنع إعادة تدوير نفايات الإطارات بالتحلل الحراري يمكن أن يحل مشكلة تلوث نفايات الإطارات، ويعود بالنفع على البيئة.
المنفعة الاقتصادية
بالنسبة لمصنع إعادة تدوير نفايات الإطارات بالتحلل الحراري، ستكون المنتجات النهائية هي زيت الوقود وأسود الكربون والغاز القابل للاحتراق والأسلاك الفولاذية، والتي يمكن إعادة استخدامها جميعًا وتعود بالنفع على مشغل المصنع. المنتجات التي يتم الحصول عليها من مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات لها نطاق واسع من الاستخدامات في حياتنا:
زيت الانحلال الحراري زيت الانحلال الحراري هو المنتج الرئيسي من مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات، والذي عادة ما يكون إنتاجه 40–50%، بكثافة 900–950 كجم/م³ وقيمة تسخين 40–43 ميجا جول/كجم. نظرًا لقيمته الحرارية العالية، يمكن استخدام زيت الانحلال الحراري مباشرة كوقود تسخين في المصانع الصناعية لاستخدام الغلايات، أو يمكن تكريره بشكل أكبر لتنظيف وقود الديزل لمزيد من الاستخدام بواسطة محطة تقطير الزيت الانحلال الحراري. أسود الكربون الناتج من الانحلال الحراري أسود الكربون هو المنتج الثاني من مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات الإطارات، والذي يمكن إعادة تدويره لاستخدامه كإضافات للإطارات والمنتجات المطاطية، أو مادة القطب الكهربائي، والمواد المركبة، وحبر الأصباغ والطباعة، ومواد الأسفلت، والدفعة الرئيسية من الألوان، وما إلى ذلك. غاز الانحلال الحراري يتم إعادة تدوير غاز الانحلال الحراري مباشرة إلى الفرن لتسخين مفاعل الانحلال الحراري. المكون الرئيسي لغاز الانحلال الحراري يشمل الألكان، الألكين، البنزين، ميثيل بنزين، الزيلين، الهيدروجين، النيتروجين، أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، كبريتيد الهيدروجين، إلخ. ويتم توزيع الغاز بشكل أساسي على الإيثيلين، ثم البروبيلين، والبيوتان، والأيزوبيوتين، وما إلى ذلك. وباستثناء الهيدروجين والميثان، تحتوي العناصر الأخرى أساسًا على C2 وC3 وC4. نظرًا لجودته المستقرة ومحتوى الكبريت المنخفض، يمكن استخدام غاز الانحلال الحراري مباشرة كوقود صناعي ومنزلي، والقيمة الحرارية له قريبة من الغاز الطبيعي، والذي يمكن استخدامه أيضًا في مولد البخار أو التوربين. أسلاك الفولاذ يمكن بيعها بسهولة كحديد خردة أو إعادة تدويرها إلى مصنع الصلب لإعادة صهرها وتصنيع منتجات فولاذية جديدة.
عند تدوير طن واحد من الإطارات بواسطة الانحلال الحراري نحصل على: * 450 كيلو زيت وقود يحتاج لمعالجة بسيطة ليصبح مثل وقود الديزل. * 300 كيلو أسود كربون، وبعد طحنه يصبح مادة ذات جدوى اقتصادية لاستعماله في الأصباغ للبلاستيك وغيره. * 150 كيلو جرام حديد يباع مباشرة كخردة.
يمكن استعمال مثل هذه التقنية في مجالات أخرى ولكن باختلاف بسيط في الآلات وطريقة الاستعمال وهي:
مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات البلاستيك، وهو نوع من الآلات التي يمكنها التخلص من نفايات البلاستيك وتحويلها إلى زيت الوقود. كما نعلم جميعًا، تشكل النفايات البلاستيكية حوالي 30% من إجمالي القمامة التي يتم جمعها، ويشمل ذلك الزجاجات البلاستيكية، والحاويات، وأجزاء جسم السيارة، والأغلفة البلاستيكية، والتغليف، والسلع الإلكترونية، وما إلى ذلك. ونظرًا لأن البلاستيك بطيء التحلل، فقد أصبح هذا النوع من النفايات مشكلة خطيرة. لذلك، أصبح حل مشكلة التلوث البلاستيكي أمرًا وشيكًا، وأفضل طريقة للتخلص من النفايات هي تحويل النفايات إلى ثروة وإعادة تدوير الموارد. لذلك، يعد مصنع الانحلال الحراري لإعادة تدوير نفايات البلاستيك خيارًا جيدًا لإعادة التدوير.
محطة الانحلال الحراري لحمأة الزيت، وهي المعدات الأكثر مثالية لمعالجة حمأة الزيت وإعادة استخدام النفط الخام في الحمأة. منتج الحمأة النفطية هو منتج ثانوي لاستكشاف الموارد البترولية وحفرها وتخزينها وتكريرها، وهي تتكون بشكل رئيسي من النفط الخام والماء والحمأة. إذا لم تتم معالجتها بشكل فعال، فإن الحمأة النفطية سوف تسبب تلوثًا كبيرًا للبيئة. ونظرًا لوجود الكثير من النفط في الحمأة، يجد بعض المستثمرين فرصًا، وهم حريصون على إيجاد طرق صديقة للبيئة للتخلص من حمأة النفط. إن إنشاء مصنع الانحلال الحراري لحمأة الزيت سيكون خيارهم الأكثر منطقية.
ملاحظة: تعاني المناطق التي يتم استخراج النفط بها من مشاكل تلوث نتيجة تسرب النفط الخام وتسببه في تلوث البيئة المحيطة بها، وتقوم هذه المحطة بتنقية التربة من النفط واسترجاع الكميات المسربة نتيجة استخراج النفط أو حدوث تسرب من أحد الأنابيب.
الخلاصة يتلخص عمل هذا المشروع في إعادة تدوير كل من الإطارات المستعملة والمنتجات المطاطية للحصول على منتجات أخرى ذات جدوى اقتصادية وهي زيت الوقود الشبيه بالديزل، وأسود الكربون بنسبة 38% من حجم الإطار، وكذلك حديد بنسبة 15%، والذي بعد طحنه يصبح مادة ذات جدوى اقتصادية للصناعات البلاستيكية.
