تولید گازوئیل از زباله پلاستیک به روش پیرولیز

 فرآیند استخراج سوخت از پلاستیک‌های زائد به روش ترک‌خوردگی حرارتی می‌باشد. فرآیند پیرولیز در طیف وسیعی از دماها در غیاب اکسیژن انجام شد.
78% (وزنی/وزنی) از بازده مایع بین دمای موثر تجزیه در اثر حرارت 370 – 380 ◦C استخراج شد.
که منجر به ارزش حرارتی 38.53 MJ/kg می شود. سوخت تجزیه در اثر حرارت پلاستیک به دست آمده سپس با مشخص شد.
مطالعه حرارتی، تجزیه و تحلیل FTIR و GC-MS. تجزیه و تحلیل ترموگراویمتری نشان می دهد که ساختارهای
پلاستیک طبیعی در دمای 200 درجه سانتیگراد شکسته و در دمای 300 درجه سانتیگراد کاملاً تجزیه می شود. وجود آلکان ها و اجزای معطر در سوخت پیرولیز پلاستیک از طریق تجزیه و تحلیل FTIR تایید شد. مطالعات بیشتر GC-MS بر روی نمونه های سوخت انجام شده است.
ثابت شده است که ترکیبات هیدروکربنی در محدوده C7-C40 وجود دارد. سوخت پیرولیز پلاستیک که از زباله ها به دست می آید.
مشخص شده است که پلاستیک ها دارای خواص سوختی مشابه دیزل هستند. سوخت پیرولیز پلاستیک در یک سیلندر آزمایش شد.
موتور دیزل با نسبت تراکم متغیر چهار زمانه با ترکیبات مختلف سوخت حرارتی پلاستیکی و دیزل
از 0٪ تا 100٪ در بارهای مختلف موتور از 25٪ تا 100٪. عملکرد موتور و انتشار گازهای گلخانه ای مورد مطالعه قرار گرفت و با عملکرد سوخت دیزل معمولی مقایسه شد. تحقیق نشان داد.
این که موتور می‌تواند با سوخت حرارتی پلاستیکی در بار کامل کار کند، 6 درصد بهبود در راندمان حرارتی ترمز و همچنین 4 درصد کاهش در UBHC و 2 درصد کاهش انتشار CO دارد، البته انتشار NOx به طور قابل‌توجهی بیشتر بود. نتایج تأیید کرد که سوخت پیرولیز پلاستیکی می‌تواند جایگزین مناسبی برای دیزل باشد.

1. معرفی
آلودگی ناشی از دفن زباله های پلاستیکی به دلیل باقی مانده ها در حال افزایش است.و مواد مضر موجود در آنها محیط زیست را به خطر می اندازد.
انسان. تولید پلاستیک طی 60 سال گذشته به طرز چشمگیری افزایش یافته است،سال‌ها به دلیل استفاده چند منظوره آن، این پلاستیک‌ها از نوع رایج هستند.زباله های خانگی که باید دفع شوند و تبدیل به یک منبع اصلی می شوند.

از آلودگی چنین بی‌زیستی تأثیر منفی بر محیط‌زیست دارد، بنابراین اقدامات احتیاطی برای تبدیل این منابع اجتناب‌ناپذیر انجام می‌شود.از آلودگی به چیزی مفید و تجدید پذیر. چنین زباله هایی تصفیه می شوند،برای سودمندی آن، تولید سوخت. بهره گیری از امکاناتی که به راحتی در دسترس هستند.بازیافت انرژی سوزانده شده به یکی از اتلاف به انرژی تبدیل شده است.
روش فناوری (WTE). سوزاندن پلاستیک می تواند دی اکسید کربن (CO2) کمتری نسبت به دفن تولید کند. CO2 تولید شده در پلاستیک سوزاندن در مقایسه با باقی ماندن پلاستیک در محل های دفن زباله قابل بازیافت است.
تجزیه و تحلیل برای یافتن محصولات طبیعی برای تعیین C، H و N غلظت در (وزن / وزن) %،هیدروژن به نسبت جرم کربن زباله های پلاستیکی برای پلی اتیلن 5.9 و برای 6.0 بود.
پلی پروپیلن و 11.7 برای پلی استایرن. در تجزیه و تحلیل تقریبی پلی اتیلن دارای محتوای کربن ثابت 0.1 درصد، صفر درصد رطوبت و 0.1 درصد خاکستر، فراریت 99.8 درصد و ارزش گرمایشی است.
46.4 MJ/kg پلی پروپیلن دارای محتوای کربن ثابت 0.1 درصد است.رطوبت 0.1 درصد، محتوای خاکستر 17.2 درصد و فرار ماده 82.6 درصد، با مقدار گرمایش کمتر در حدود 37.6 MJ/kg
پلی استایرن دارای محتوای کربن 0.2 درصد، رطوبت 0.3 درصد است.

پیرولیز زباله های پلاستیکی بازده مایع بالاتری نسبت به پیرولیز لاستیک زباله دارد. در مقایسه با پیرولیز لاستیک، ماهیت پلی اتیلن (PE) بازدهی 90 درصد وزنی بر وزن بیشتر و بازده گاز کمتری در حدود بدست می آورد.
10% وزنی بدون جامد به دست آمده است. تجزیه در اثر حرارت تایر در انجام می شود،عدم وجود کاتالیزور خروجی روغن پیرولیز تایر حداقل است وتولید گاز قابل توجه است. مایع حاصل از پیرولیز لاستیک تولید می شود،حاوی 7.7 درصد حجمی تولوئن، 1.4 درصد حجمی / حجمی بنزن، 6.4 درصد حجمی / حجمیm/p زایلن‌ها و 2.2 درصد حجمی/حجمی آزمایش‌های پیرولیز را بر روی زباله پلاستیکی در دو دمای مختلف: 700 ◦C و 900 ◦C. وجود دارد.
تفاوت قابل توجهی در خواص فیزیکی روغن تولید شده در700 ◦C و 900 ◦C. دمای بالاتر پیرولیز باعث ایجاد ترک می شود،
منجر به تولید هیدروکربن های سبک تر می شود. فرآیند پیرولیز پلاستیک آهسته بیشترین سوخت را با ارزش حرارتی معادل تولید می کند
به سوخت دیزل و بدون گوگرد. با توجه به نگهداری طولانی بخارزمان، پیرولیز آهسته معمولا در دماهای مختلف انجام می گردد.350 ◦C تا 550 ◦C. پیرولیز سریع در دماهای مختلف انجام می شود.از 500 ◦C تا 700 ◦C. فرآیند پیرولیز سریع بیشتر موم تولید می کند.از روغن، اما با کاتالیزور مناسب، محصولات مومی را می توان تبدیل کرد.به روغن پیرولیز نوع دیگری از فرآیند پیرولیز پلاستیک زباله فلاش است.
پیرولیز، که در آن دما در حدود 1000 ◦C نگه داشته می شود اما بازیابی موثر از زباله پلاستیکی به نفت تنها 50 درصد و تنها است.بخارات کوتاه مدت تولید می شود. پیرولیز فلاش گاز بیشتری تولید می کند.
از مایعات استفاده از گلوله های رسی بنتونیت به عنوان یک کاتالیزور در پیرولیز پلاستیک فرآیند ترک خوردگی کاتالیزوری را بهبود می بخشد،منجر به بازده سوخت بالاتر می شود. در طول دوره موم تشکیل نمی شود.فرآیند، و روغن پیرولیز پلاستیک حاوی هیدروکربن های معطر بیشتری است.

فراکسیون های C5-C16 از طریق بریدگی β یون های بازآرایی شده تولید شدند،در پلی پروپیلن با توجه به (Almas et al., 2020) تجزیه از کسر مایع C9 51.19 درصد وزنی روغن، 41.79 درصد وزنی تولید می کند.گاز و 7.00 درصد وزنی زغال سنگ. روغن با استفاده از آنالیز تقریبی، نهایی و حرارتی مشخص شد.
رویکرد بهینه سازی با استفاده از روش سطح پاسخ به خصوصیات و تعیین دمای بهینه فرآیند برای انواع پلاستیک و مخلوط  پیرولیز زباله های پلاستیک چهار محصول متمایز تولید  گاز غیر قابل تراکم، مایع سبک،مایع سنگین میشود .
پلیمر مایع و جامد، همه با وزن مولکولی نسبتاً کمتر نسبت به مواد اولیه مطالعه جنبشی محصولات پیرولیز انجام شد.برای مخلوط پلاستیک زباله با توجه به تشکیل جامدات، مایعات و محصولات گازی خروجی پیرولیز شده را می توان با فرآیند گوگرد زدایی تصفیه کرد و این می تواند مقدار کل گوگرد و آن را کاهش دهد.ترکیبات. بنابراین، این امر با صرف هزینه متوسط ​​قابل اجرا است .برای مدیریت گوگرد منتشر شده در محیط گوگرد زدایی از سوخت های پیرولیز را می توان به دو روش انجام داد.
1. اکسیداسیون و استخراج متانول با استفاده از اولتراسوند
2. اکسیداسیون با فنتون، تابش فراصوت و جذب 
مطالعات تجربی پیرولیز از طریق تجزیه و تحلیل حرارتی (TGA) انجام شد که به تغییرات وزنی مربوط به
تبدیل زباله های تجزیه شده آنالیز حرارتی دیفرانسیل (DTA) و طیف‌سنجی فروسرخ انتقال فوریه (FTIR) استفاده شد.برای شناسایی ساختارهای پیوند و گروه های عاملی. به تایید توسط مطالعات GC-MS انجام شد.

سوخت پیرولیز پلاستیک، مایعی با ویژگی های قابل مقایسه با نفت، قادر به کار در موتورهای آی سی. موتورهای دیزلی در حال گرفتن یک  این روزها به دلیل قابلیت رانندگی عالی و بالا مورد توجه قرار گرفته اند.کارایی در طیف گسترده ای از برنامه ها پراتومیود و لااهالیدانوند ، تحقیقاتی را با ترکیب روغن تولید شده که از پلاستیک بازیافتی با نفت خام سنگین برای استفاده دریایی. با توجه به یافته های آنها، ترکیب روغن پلاستیک پلی اتیلن با چگالی بالا با نفت خام سنگین به شدت ویسکوزیته را کاهش می دهد و عملکرد موتور را افزایش می دهد.

ست های موتور را روی یک چهار سیلندر انجام شد ، موتور دیزل تزریق مستقیم با تولید انواع روغن پیرولیز پلاستیکی دما روغن تولید شده در دمای کمتر بهتر نشان می دهد.عملکرد در عملکرد موتور تحت هر شرایطی که بار زیاد است.روغن پیرولیز پلاستیکی تولید شده با دمای پایین تر ترمز بالاتری دارد.راندمان حرارتی، کاهش دوره تاخیر احتراق و کاهش اگزوز انتشار گاز نسبت به دمای بالا روغن تجزیه در اثر حرارت پلاستیک تولید می کند.به نظر می رسید روغن پیرولیز دارای یک عدد ستان کمتر از سوخت دیزل انتشار NOx از پلاستیک روغن پیرولیز بالاتر است. انتشار دود در درجه اول کم بود،با استفاده از روغن پلاستیک و با استفاده از افزودنی های اکسیژن دار کاهش بیشتری پیدا می کنند.آنها در نهایت به این نتیجه رسیدند که روغن پیرولیز پلاستیکی جایگزین مناسبی است .برای سوخت دیزل و است که سوخت در CI به درستی کار می کند.
1.1. شکاف و روش تحقیق:
محققان در حال انجام اقداماتی برای کاهش انتشار CO در محیط هستند،از طریق رویکردهای مختلف روش شناختی مانند زباله مدیریت مواد غیر قابل تجزیه، از طریق حفاظت وفناوری حفاظت در زمینه لجستیک مدیریت زنجیره تامین حلقه بسته برای تولید مجدد برای کاهش مضرات ثرات زیست محیطی دفع در سایر زمینه های حمل و نقل، عدم وجود شبکه زنجیره تامین مناسب منجر به CO نامطلوب تر می شود.انتشار گازهای گلخانه ای به محیط زیست به عنوان یک نگرانی ملی.ک مدل شبکه زنجیره تامین برای پرداختن به آن ایجاد کرد.موضوع حمل و نقل در مناطق تولید سوخت زیستی و انرژی زیستی را مفهوم توسعه یافته تحویل چند راه‌اندازی هر دو زمان را کاهش می‌دهد.و انتشار کربن در حمل و نقل اقداماتی را انجام می گردد.کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن با معرفی سیستم تولید چند سوختی با یک شبکه قاب تولیدی. ابتکار عمل برای تولید شفاف سوخت زیستی با انتشار کربن کمتر از طریق سیستم تعلیق هوشمند از منظر مدیریت پسماند، همه محققین هستند.نگران به جا گذاشتن ردپای زیست محیطی بدون کربن است. یک شکاف تحقیقاتی برای انرژی زیستی از پلاستیک های غیرقابل بازیافت کشف شد.فرم مفید خود را تکمیل کنند. پس از استفاده موثر از هر نوع پلاستیک که طبق شرایط بازیافت می شود، پلاستیک ها دور ریخته می شوند،باعث آلودگی محیط زیست می شود. فرآیند ترک حرارتی خواهد بود،تبدیل پلاستیک زباله به شکل مفید دیگری از انرژی از سوخت مطالعه اکتشافی ما از مطالعات قبلی کشف شد.بسیاری از آنها تبدیل ضایعات پلاستیکی به روغن پیرولیز را بررسی کردند.که نوع مفیدی از سوخت متعارف نیست و آنها بالاتر متوجه شدند.تولید بازده در یک فرآیند پیرولیز سریع در دمای بالا.یک فرآیند پیرولیز آهسته با مطالعه زمان دقیق انجام می دهیم.
حداکثر بازده سوخت را از پلاستیک زباله دریافت کنید. تحقیق حاضر برای انجام یک مطالعه سینتیکی تجزیه در اثر حرارت پلاستیک زباله انجام شد.سوخت در محدوده های دما و زمان مختلف به منظور بالاترین بازده را بدست آورید گروه های عاملی مختلف در پیرولیز وجود دارد روشی خوش بینانه برای تبدیل زباله های پلاستیکی به شکل مفید را برجسته می کند سوخت با انرژی کمتری که در فرآیند تبدیل صرف می شود، که می تواند این روند افزایش یابد، حمایت اقتصادی ارائه دهید. علاوه بر این،تحقیقات بسیار کمی در مورد موتور سوخت در اثر حرارت پلاستیک انجام شده است. مطالعات، با تحقیقات تجربی محدود در مورد عملکرد موتور و ویژگی های انتشار برای PPF با مخلوط های دیزلی. خواص فیزیکوشیمیایی روغن پیرولیز،تلاش برای مطالعات موتور با گازوئیل و ترکیب سوخت در اثر حرارت پلاستیک.موتور احتراقی روی PPF خالص. در این پژوهش تلاش شد تا مشخص کردن PPF به منظور برآورده کردن خواص سوخت دیزل، و سپس در میان ترکیبات PPF سوخت دیزل، PPF 100 درصد برای آزمایش استفاده شد.عملکرد موتور و مشخصات آلایندگی در نتیجه، این این مطالعه بر روی پردازش سوخت پیرولیز پلاستیک و همچنین تمرکز دارد.مشخصات و عملکرد خروجی اگزوز یک سیلندر موتور دیزل DI با PPF و ترکیبات دیزلی نیرو می گیرد.

1.2. مزایای مدیریتی:

مزیت اقتصادی مدیریتی حمایت از سوخت های جایگزین برای موتور احتراق داخلی به منظور تامین نیاز سوخت فعلی. ساختن این یک مدل توسعه یافته چند مقیاسی به ما امکان افزایش می دهد.
نرخ تولید، که به کاهش سوخت و قیمت سوخت کمک می کند.در زمینه منفعت اجتماعی باید چنین نسخه بزرگتری معرفی شود تا همه از روند تبدیل آگاه شوند.

2. مواد و روش ها:
زباله های پلاستیکی از محل سکونت جمع آوری شد، با تقطیر شسته شد.آب برای حذف ناخالصی ها، و سپس مکانیکی به کوچک پردازش می شود.قطعات. در میان زباله ها پلی پروپیلن، پلی اتیلن و پلی استایرن وجود داشت که به پودر پلاستیک تبدیل شده و سپس تشکیل می شد.
به گلوله هایی با اندازه متوسط ​​0.5 سانتی متر با استفاده از فشار و گرما آنها پس از قرار گرفتن در معرض فرآیند پیرولیز قرار می گیرند.
به گلوله های کوچک تبدیل می شود.

2.1. راه اندازی آزمایشی پیرولیز و نمونه برداری:
یک راکتور پیرولیز می تواند دما و فشار بالا را تحمل کند هنگام گرم کردن پلاستیک راکتورهای پیرولیز از موارد زیر تشکیل شده اند.
اجزای اصلی: یک محفظه تجزیه در اثر حرارت، یک مشعل، یک ستون تقسیم،کندانسور، عایق ها، دماسنج و جمع کننده سوخت. برای ایجاد یک محیط بدون اکسیژن، گاز نیتروژن به پیرولیز عرضه می شود.
راکتور با سرعت جریان 10 میلی لیتر در دقیقه. این باعث می شود پلاستیک از آن جلوگیری کند.
در حین واکنش می سوزد. استراتژی این است که مقدار زیادی از زباله های پلاستیکی را وارد رآکتور کرده و راکتور را برای سوزاندن محکم ببندید. راکتور با استفاده از یک صفحه فولادی ملایم (MS) با ضخامت 3 میلی متر ساخته شد.
قطر داخلی 150 میلی متر، قطر بیرونی 153 میلی متر و ارتفاع 300 میلی متر.مشعل فشار بالا می تواند به سرعت راکتور پیرولیز را گرم کند.تامین 2 کیلووات برق خارجی و کنترل دما. را نرخ گرمایش حفظ شد.مدت زمان  پروسه ازمایش 130 دقیقه می باشد.

2.2. فرآیند ترک حرارتی:
برای بدست آوردن فاز پلاستیک می توان از پارامترهای گرمایش استفاده کرد.تغییر تبدیل تغییر فاز در طول حرارت رخ می دهد.
فرآیند ترک خوردگی در نتیجه تغییرات دما و زمان. اجرای پلاستیک در چنین فازهایی برای استفاده صحیح از آنها تغییر می کند.
هدف مشتق شده آنها بر اساس مکانیسم تبدیل است. در شکل 1 a طرح شماتیک فرآیند ترک حرارتی سوخت پلاستیک می باشد.
به تصویر کشیده شده است. تغییر فاز پلاستیک از جامد به بخار زمانی اتفاق می افتد که باشد.
گرم شده است. مکانیسم تبدیل زمانی شروع می شود که پلاستیک گرم شود.بالاتر از 100 ◦C در غیاب اکسیژن. وقتی پلیمرها ذوب می شوند، گاز جدا می شود و با سرد شدن گاز، سوخت تشکیل می شود. بخارات جمع آوری می شود.
مستقیماً در یک محیط خنک با اتصالات جریان چندگانه به اجازه دهید بخارهای اضافی جمع شود. آزمایش در انجام شد.
یک راه اندازی کاملا کاربردی بدون وقفه. فنجان های جداگانه بودند.
برای جمع آوری سوخت استخراج شده برای فیلتراسیون بیشتر استفاده می شود. بخارات تولید شده در طی فرآیند ترک حرارتی به مایع متراکم می شود.
سوخت با ناخالصی کم بخارات متراکم نشده از خارج می سوزند.سطوح بالای کربن و رطوبت موجود در سوخت در طی فرآیند پیرولیز
فرآیند در شکل 2 نشان داده شده است. در طی فرآیند پیرولیز پلاستیک، پلاستیک سوخت پیرولیز، زغال سنگ، گاز پیرولیز، و محتوای رطوبت یافت شد.
همانطور که در جدول 1 فهرست شده است. Char محصول اصلی پیرولیز آهسته است زیرا a سرعت گرمایش آهسته از تشکیل جامد بین انواع مختلف پشتیبانی می کند.
سوخت پیرولیز پلاستیکی استخراج شده حاوی کربن بالا و رطوبت است.و ذره خارجی به مدت یک ساعت، سوخت توسط یک مغناطیسی به هم زده شد.
همزن حرارت به سوخت اعمال شد و به شدت هم زده شد تا تبخیر شود.میزان رطوبت PPO محتوای آب سوخت است.
در طی این فرآیند تبخیر می شود. سپس سوخت با خلاء فیلتر می شود. در حین در این فرآیند، سوخت از روی یک فیلتر خلاء با غشای سلولزی مکش می‌کند.
کاغذ صافی که باقیمانده ها، کربن و ذرات خارجی را در خود نگه می دارد.فیلتراسیون با غشاهای سلولزی با اندازه منافذ مختلف تکرار شد.
رسیدن به بالاترین کیفیت سوخت خالص شده در یک محفظه هوابند قرار داده شد.

شکل 1. استخراج سوخت با پیرولیز

شکل 2،سوخت پلاستیک خالص شده

5. نتیجه گیری:
بازیابی ارزشمند تولید سوخت از زباله های مخلوط پلاستیک منجر به فرآیند پیرولیز حرارتی می شود که باعث کاهش ضایعات می شود.
دفع پلاستیک در 370 ◦C – 380 ◦C، حداکثر تولید سوخت از 78.2 (وزنی/وزنی) کشف شد. نتایج TGA نشان داد که پلاستیک مخلوط به طور کامل در دمای 300 ◦C تجزیه شد و داده های FTIR نشان داد.
وجود گروه های عاملی آلکان ها و ترکیبات معطر،که توسط نتایج GC-MS تایید شد که نشان می دهد پلاستیکس وخت پیرولیز مخلوطی از ترکیبات هیدروکربنی C7-C40 بود.
 این ویژگی های سوخت و خواص فیزیکی سوخت پیرولیز پلاستیک، مانند به عنوان ارزش حرارتی 38.53 MJ/kg و چگالی 0.8654 kg/l،مشخص شد که قابل مقایسه با دیزل معمولی است. در نتیجه،سوخت پیرولیز پلاستیک مایع تولید شده می تواند به عنوان یک جایگزین مناسب استفاده شود.
منبع برای گازوئیل:
• موتور بر روی سوخت 100% پلاستیک پیرولیز قادر بود به طور مداوم در بار کامل کار کند.
• در تمام بارها، موتوری که با سوخت پیرولیز پلاستیکی سوخت می‌شود، دارای بالاتری است.
• سوخت پیرولیز پلاستیک مصرف سوخت ویژه کمتری نسبت به سوخت دیزلی دارد.
• در تمام ترکیبات سوخت پیرولیز پلاستیک، انتشار CO و HC کاهش می یابد.