Kā,pagatavot,degvielu,mājas apstākļos?! Tu neticēsi!

Tādas plastmasas kā polietilēns un polipropilēns sastāv no garām ogļūdeņraža ķēdēm. Arī degviela, piemēram, dīzelis, benzīns, petroleja un dažādas eļļas sastāv no ogļūdeņraša ķēdēm, tikai īsākām. Vielas īpašības ir tieši atkarīgas no šo ķēžu garuma. Piemēram, plastmasām šīs ķēdes ir ļoti garas, oglekļa atomi tajās ir skaitā no simtiem līdz pat tūkstošiem. Savukārt benzīnam šādās pat ogļūdeņražu ķēdēs oglekļa atomu skaits svārstās no 5 līdz 12, bet pašas ķēdes struktūras abos gadījumos ir līdzīgas.



Tātad, redzam, kā šo ķēžu garumi tiešā veidā nosaka vielas īpašības. Ja ķēdes ir garākas par 100 oglekļa atomiem, viela ir cieta un plastiska – polietilēns, polipropilēns vai citu tipu plastmasas. Ja ķēdes ir garumā no 21-100 oglekļa atomiem, viela ir šķidra, bet bieza – eļļas, parafīni. Ja ķēdes ir garumā no 12-21 oglekļa atomiem, viela ir šķidra, caurspīdīga, ar dzeltenu krāsu – to sauc par dīzeli. Ja ķēdes ir garumā no 5-12 oglekļa atomu, viela ir šķidra, mazāk blīva par dīzeli, vieglāk gaistoša – tas ir benzīns. Vēl īsākas ķēdes veido tikai gāzes, tādas kā propāns, metāns, butāns. Tātad no augstākminētā redzam, ka pamatā tādas vielas kā benzīns, dīzelis, parafīni, plastmasas (polietilēns un polipropilēns) pamatā sastāv no viena un tā paša materiāla, atšķirās tikai molekulu ģeometrija un ķēžu garumi. Tātad var teikt, ka polietilēns un polipropilēns ir tā pati degviela, tikai cietā formā.

Rodas jautājums – kā šo cieto degvielu pārvērst šķidrā, ikdienā izmantojamā degvielā. Atbilde – termālā depolimerizācija jeb pirolīze. Pirolīze ir process, kurā plastikātu atkritumi tiek karsēti augstās temperatūrās bezskābekļa vidē. Plastikāts sāk kust, un vēlāk iztvaikot. Šos tvaikus iespējams kondensēt šķidrumā atdzesējot. Rezultātā no plastikāta atkritumiem tiek iegūts šķidrums ar ogļūdeņražu ķēžu garumu kas atkarīgs no pirolīzes temperatūras režīmiem kā arī piolīzes iekārtas dizaina un tanī izmantotajiem katalizatoru materiāliem. Šādi iespējams iegūt gan dīzeļa, gan benzīna gan arī tikai gāzu frakcijas ar ļoti lielu efektivitāti un minimāliem izmešu daudzumiem, ņemot vērā, ka procesā plastikāti netiek dedzināti, tiek tikai sarautas to ogļūdeņražu ķēdes.



Šādi pat ar pirolīzes palīdzību degvielā var pārstrādāt arī citas vielas, piemēram izstrādāto motoreļļu un gumijas atkritumus (riepas).



Tā kā materiāls sastāv ne tikai no ogļūdeņražiem, bet klāt pievienots arī skābeklis, šāds materiāls pārstrādāšanai degvielā nav izmantojams. Skābeklis molekulas sastāvā pirolīzes procesā mēģina savienoties ar ūdeņradi un rezultātā tiek iegūts ūdens (pat līdz 50% tilpuma). Skābeklis spēcīgi oksidē ogļūdeņraža frakcijas padarot degvielu melnu un radot spēcīgu un nepatīkamu smaku. PET materiālu vislabāk pārstrādāt poliestera audumā kausējot to zemās temperatūrās un laižot cauri aparātam, kas pēc konstrukcijas līdzīgs stikla šķiedras ražošanas aparātam. Tādā veidā tiek iegūtas poliestera šķiedras, kuras vēlāk jau ar tradicionālām metodēm pārveido pavedienos un vēlāk sintētiskā audumā.

HDPE Augsta blīvuma polietilēns. (plastmasas kanniņas, konteineri, pudeļu korķi)
Polietilēns ir ideāls materiāls šķidras degvielas iegūšanai izmantojot pirolīzes procesu. Sadalās viegli un iespējams iegūt vajadzīgo frakciju ogļūdeņražu ķēdes kontrolējot reakcijas temperatūru. Iegūstamie produkti – parafīnu vaski, dīzelis, benzīns, petroleja, šķīdinātāji, gāzes. Iegūstamais produkts atkarīgs no reaktora temperatūras, pirolīzes aparāta dizaina un katalizatoru izmantošanas vai neizmantošanas

PVC polivinilhlorīds - plastmasas logu rāmji, vadu izolācija
PVC materiāls degvielas iegūšanai pirolīzes procesā bez papildus iekārtu izmantošanas nav izmantojams dēļ tā sastāvā esošā hlora. Hlors ir ne tikai indīga gāze kas procesa gaitā tiek atbrīvota, hlora savienojumi arī pastiprināti korodē reaktora metāla daļas.

LDPE, zema blīvuma polietilēns - plēves
Polietilēns ir ideāls materiāls šķidras degvielas iegūšanai izmantojot pirolīzes procesu. Sadalās viegli un iespējams iegūt vajadzīgo frakciju ogļūdeņražu ķēdes kontrolējot reakcijas temperatūru. Iegūstamie produkti – parafīnu vaski, dīzelis, benzīns, petroleja, šķīdinātāji, gāzes. Iegūstamais produkts atkarīgs no reaktora temperatūras, pirolīzes aparāta dizaina un katalizatoru izmantošanas vai neizmantošanas

Polipropilēns
Polipropilēns pirolīzes procesā uzvedas ļoti līdzīgi polietilēnam, bet tam papildus ir viena laba īpašība, tas nerada parafīnu vasku frakcijas tikai dīzeli, benzīnu, petroleju, šķīdinātājus un gāzes. Iegūstamais materiāls atkarīgs no reaktora temperatūras, dizaina un katalizatoru klātbūtnes.

Polistirēns - putuplasts
Arī teorētiski derīgs materiāls šķidrās degvielas iegūšanai, jo nesatur citas molekulas kā ūdeņradi un oglekli. Sīkāka izpēta pagaidām nav veikta. Ir dažas acīmredzamas neērtības un mīnusi strādājot ar šo materiālu

Pārējie plastikātu tipi
Šajā kategorijā ietilps visi citi nepieminētie plastikātu tipi, kuru ir tik daudz, ka uzskaitīt vienā slaidā ir pagrūti. Daži tipi no šīs grupas degvielas iegūšanai ir derīgi, liela daļa nav derīgi dēļ papildus vielām sastāvā, piemēram, slāpekļa, skābekļa un citām. Vārdu sakot, šim procesam bez papildus iekārtu izmantošanas derīgi ir tikai tādi plastikāti kuru sastāvā ir tikai ogleklis un ūdeņradis

Izstrādātā motoreļļa
Motoreļļa arī ir izmantojama šķidrās degvielas iegūšanai pirolīzes procesā, iegūstamais produkts – dīzelis, benzīns, gāzes. Iegūstamās dīzeļa frakcijas degvielai ir tendence pastiprināti oksidēties gaisa klātbūtnē kā rezultātā degviela no gaiši dzeltens kļūst melna pāris stundās, to var atrisināt nostādinot degvielu pāris nedēļas vai arī izmantojot dīzeļa degvielas stabilizatorus, kas neļauj iegūstamajai degvielai tālāk oksidēties. Obligāti nepieciešama filtrācija, vēlams ar centrifūgas tipa filtru.

Skaitļi

Izejmateriāls – polietilēns/polipropilēns

Ieguvums – 0.95L šķidrās degvielas uz katru izejmateriālu kilogramu

Enerģijas patēriņš – apmēram 1KWh uz katru pārstrādājamo izejmateriāla kilogramu

Izejmateriāls – izstrādātā motoreļļa

Ieguvums – 0.9L šķidrās degvielas uz katru izejmateriāla litru

Enerģijas patēriņš - līdz 1KWh uz katru pārstrādājamo izejmateriāla kilogramu


Izejmateriāls – gumija

Ieguvums – 0.3L šķidrās degvielas uz katru izejmateriāla kilogramu

Enerģijas patēriņš - līdz 1KWh uz katru pārstrādājamo izejmateriāla kilogramu, tomēr procesā radušos gāzu daudzums ir pietiekams, lai tās dedzinot process kļūtu pašpietiekams

Procesa pārpalikumi
Gumija (riepas) – ogleklis, riepu metāla kords, vienu var presēt briketēs un kurināt, otru nodot metāllūžņos.
Izstrādātā eļļa – ogleklis + dažādu metālu sakusis kopums asfalta konsistencē, grūti tīrāms.
Plastmasa – ogleklis, krāsvielu paliekas, ja tādas izmantotas plastmasā.

Izejmateriālu plusi un mīnusi

Riepas. Plusi - neizsmeļams resurss, lielais gāzu daudzums padara procesu pašpietiekamu.
Riepas. Mīnusi – Grūti sasmalcināt, mazs šķidrās frakcijas ieguvums, sēra un citu vielu klātbūtne gumijā, kas bez tālākas pārstrādes ļauj šādu degvielu izmantot tikai kā šķidro kurināmo.

Plastmasa. Plusi – Liels šķidrās frakcijas ieguvums, iespējama ideāla degvielas kvalitāte ar minimālu pēcapstrādi
Plastmasa. Mīnusi – izejmateriālu pieejamība

Izstrādātā motoreļļa. Plusi – Liels šķidrās frakcijas ieguvums, samērā ātra pārstrāde, iegūstama samērā labas kvalitātes produkts, kuru iespējams ar minimālu pēcapstrādi izmantot iekšdedzes dzinējos.
Izstrādātā motoreļļa. Mīnusi – izejmateriālu pieejamība un pakāpeniskā cenas celšanās, pēcapstrādes (filtrēšana, nosēdināšana, stabilizēšana)

Paraugi attēlos.

degviela no polietilēna un polipropilēna.



Degvielas krāsa un attiecīgi arī frakcija (dīzelis/benzīns) ir atkarīga tikai no temperatūras režīma.
Paraugos attiecīgi no kreisās puses sākot ir 1. 25%benzīna 75% dīzeļa, 2. 5%benzīna, 80%dīzeļa, 15% parafīnu, 3. 5%benzīna, 60%dīzeļa, 35% parafīnu.

Degviela no riepām


Dikti smirdīga dēļ augstā sēra satura.

Vienkāršota bloku diagramma,



Uzbūvēto iekāru attēli:



Aparātus iespējams uztaisīt daudz dažādos veidos, galvenais ir lai būtu efektīvs karstuma avots un atkritumu karsēšana notiktu bezskābekļa vidē, pretējā gadījumā iegūstamais produkts būs melns (oksidējies) ar lielu ūdens saturu, kā arī pastāvēs reaktora eksplozijas risks. Arī atgāzēs iespējami nevēlami un kaitīgi savienojumi. Skābeklis mums neder, ne reaktorā ne atkritumu sastāvā. Parasti par bezskābekļa vidi reaktorā nav jāuztraucas, jo temperatūrai kāpjot, lielākā daļa gaisa tiek izspiesta no reaktora tam izplešoties, tālāk stafeti pārņem ogļūdeņražu tvaiki. Vēlams atgāzes laist caur ūdens burbuļatoru, tas drošībai, lai neierauj liesmu reaktorā, tomēr ja viss ir pareizi, tad liesmu reaktorā ieraut tāpat nevar, jo nav ne reaktorā ne caurulēs procesa gaitā nav skābekļa, kas sekmētu degšanu. Tomēr drošības nekad nav par daudz. Pareiza un pietiekama temperatūra ļaus cietos atkritumus pārvērst šķidrumā, tomēr lai iegūtu degvielu nepieciešamajā kvalitātē un frakcijā, nepieciešams saucamais refluktors, tas ir konteiners, caur kuru karstie tvaiki iet uz kondensēšanās trauku, bet kur smagākās frakcijas jau paspēj atdzist un tek atpakaļ uz reaktoru tālākai šķelšanai. Refluktoram pāri drīkst tikt tikai vajadzīgās frakcijas tvaiki, kas kondensējas pie zemākām temperatūrām. tādā veidā iegūstama maksimāla degvielas kvalitāte. NEKAD neizmantojiet reaktorā PET vai PVC materiālus, no pirmajiem iegūstamā degviela būs ar 75% ūdens saturu, melna un smirdēs tā, ka acīs kož, reaktors arī pēcāk būs vairākas reizes jākurina lai no smakas tiktu vaļā. Savukārt no PVC materiāla atgāzēs būs hlors, kas ir indīgs un ar tendenci veidot sālsskābi, kas korodēs reaktora metāla daļas kā arī visu pārējo ar ko saskārsies. Tāpēc savus eksperimentus veiciet tikai paši uz savu atbildību un maksimāli izpētiet visu pieejamo informāciju pirms uzsāciet procesu.

Komentāri

Populāras ziņas