Bei der Kunststoffpyrolyse handelt es sich um einen Prozess, bei dem Kunststoffabfälle durch Hochtemperaturpyrolyse in Pyrolyseöl umgewandelt werden. Im Allgemeinen gilt dies als eine effektive Methode zur Entsorgung von Kunststoffabfällen. Während des Pyrolyseprozesses entsteht jedoch häufig Wachsöl als Nebenprodukt. Die Entstehung von Wachsöl verringert nicht nur die Ausbeute an Pyrolyseöl, sondern wirkt sich auch nachteilig auf nachfolgende Prozesse und Geräte aus. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Wachsöl im Kunststoffpyrolyseprozess.
Wie entsteht Wachsöl?
Im Pyrolysereaktor aus Kunststoffbrechen die Polymerketten in Kunststoffabfällen. Dadurch werden sie in verschiedene Kohlenwasserstoffmoleküle umgewandelt. Die Produkte dieses Prozesses können leichte gasförmige oder flüssige Kohlenwasserstoffe oder langkettige schwere Kohlenwasserstoffe, also Wachsöl, sein. Die Bildung von Wachsöl hat hauptsächlich folgende Gründe:
Unvollständige Zersetzung:
Während des Pyrolyseprozesses helfen hohe Temperaturen dabei, langkettige Moleküle im Kunststoff in kürzerkettige Kohlenwasserstoffe aufzuspalten. Wenn die Temperatur jedoch nicht hoch genug ist oder die Reaktion nicht gründlich ist, können einige langkettige Moleküle nicht vollständig pyrolysiert werden. Dies führt dazu, dass die Pyrolyseprodukte in Form von Schweröl, also Wachsöl, auftreten.
Fehlende katalytische Reaktion:
Wenn bei der Pyrolyse von Kunststoffen kein Katalysator verwendet wird, kann die Pyrolysereaktion nur auf hohe Temperaturen angewiesen sein. Ohne die Unterstützung der katalytischen Pyrolyse sind die erzeugten Produkte meist langkettige schwere Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht und hohem Siedepunkt und erscheinen nach dem Abkühlen als viskose, wachsartige Substanzen.
Der Schaden von Wachsöl
Die Entstehung von Wachsöl bei der Pyrolyse von Kunststoffen bringt eine Reihe negativer Auswirkungen mit sich:
Reduzierung der Pyrolyseölproduktion:
Ziel der Kunststoffpyrolyse ist die Produktion von flüssigen Leichtölen. Diese Brennstoffe können direkt in der Industrie oder der Energieversorgung eingesetzt werden. Bei der Entstehung von Wachsöl werden die langkettigen Kohlenwasserstoffe allerdings nicht vollständig zersetzt. Daher sinkt die Ausbeute an Leichtöl.
Auswirkungen auf den Gerätebetrieb:
Die viskose Beschaffenheit von Wachsöl macht es leicht, Rohrleitungen zu verstopfen. Pyrolysegeräte während der Kühlung und Lagerung. Dadurch wird die Häufigkeit der Gerätewartung erhöht und es kann sogar zu Geräteausfällen kommen. Dies erhöht nicht nur die Betriebskosten, sondern beeinträchtigt auch die Produktionskontinuität.
Schwierig zu handhaben:
Wachsöl ist ein schwierig zu handhabendes Zwischenprodukt. Es kann in den meisten Kraftstoffanwendungen nicht direkt verwendet werden. Wachsöl muss zusätzliche Verarbeitungsschritte durchlaufen, wie etwa eine sekundäre Destillation oder Raffination, um in wertvollere Leichtprodukte umgewandelt zu werden. Dies erhöht die Energie- und Betriebskosten.
Lösung zur Wachsölentfernung: Katalytische Pyrolyse
Das Hinzufügen eines Katalysatorturms zum Kunststoffpyrolysesystem hilft dabei, schweres Wachsöl in leichtes Pyrolyseöl umzuwandeln. Insbesondere umfasst das Funktionsprinzip des Katalysatorturms die folgenden zwei Aspekte:
Lange Kette zu kurzer Kette
Schweres Wachsöl hat ein hohes Molekulargewicht und eine hohe Viskosität. Der Katalysator im Katalysatorturm kann die Aktivierungsenergie dieser langkettigen Kohlenwasserstoffe durch chemische Reaktionen reduzieren. Dadurch können sie bei relativ niedrigen Temperaturen in kürzerkettige Moleküle pyrolysiert werden.
Optimierung der Reaktionsbedingungen:
Durch die Anpassung von Temperatur, Druck und Reaktionszeit im Turm kann der Grad der Pyrolysereaktion genauer gesteuert werden. Die Anwesenheit des Katalysators kann den für die Reaktion erforderlichen Energiebedarf verringern, sodass die Reaktion bei niedrigerer Temperatur effizient ablaufen kann.
Unten sehen Sie ein Video, das den katalytischen Pyrolyseprozess von Kunststoff zeigt:
Fazit
Die Erzeugung von Wachsöl ist eine Herausforderung, die im Prozess der Kunststoffpyrolyse nicht ignoriert werden kann. Durch die Einführung eines Katalysatorturms zur Optimierung der Reaktionsbedingungen kann die Erzeugung von Wachsöl effektiv kontrolliert werden. Mit dem Fortschritt der Technologie bewegt sich der Kunststoffpyrolyseprozess in eine effizientere und umweltfreundlichere Richtung. Die Reduzierung der Wachsölproduktion wird die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit dieser Technologie weiter verbessern.
