Wykorzystanie popiołów z biomasy jako katalizatorów w procesie parowego zgazowania karbonizatu z opon

Abstract

W części teoretycznej pracy omówiono problematykę zagospodarowania zużytych opon, obowiązujące akty prawne i charakterystykę tego materiału. Szczególną uwagę poświęcono procesom termochemicznym tj. pirolizie i zgazowaniu. Omówiono także kwestie związane z tym, iż stały produkt procesu pirolizy - karbonizat wymaga dalszej utylizacji, np. na drodze zgazowania, jednakże ze względu na jego właściwości proces ten może być wspomagany poprzez zużycie tanich i łatwo dostępnych katalizatorów. Dokonano kwerendy literaturowej odnośnie katalitycznego i niekatalitycznego zgazowania odpadów oponiarskich (w tym karbonizatu). W części analitycznej wykonano ocenę wpływu warunków temperaturowo-ciśnieniowych, a także ilości oraz rodzaju dodatku popiołów z biomasy, pełniących rolę katalizatorów na proces parowego zgazowania karbonizatu z pirolizy opon. W tym celu dokonano charakterystyki badanych materiałów, a następnie przeprowadzono badania zgazowania z dodatkiem 0, 5, 10 i 15% wytypowanych czterech popiołów: łusek słonecznika, wysłodków buraczanych, wiórów bukowych oraz kolb kukurydzy. Oceny procesu parowego zgazowania dokonano w oparciu o ocenę reaktywności karbonizatu, jakości otrzymanego gazu oraz kinetyki procesu. Na bazie uzyskanych wyników i analiz określono optymalne warunki temperatury, ciśnienia, rodzaju oraz ilości dodatku katalitycznego na proces zgazowania karbonizatu z opon The theoretical part of the dissertation discusses the issue of waste tire management, applicable legislation and characteristics of this material. Special attention was paid to the thermochemical processes, i.e. pyrolysis and gasification. This part of the dissertation also discusses the fact that the solid product of the pyrolysis process - char, requires further disposal, e.g. by gasification, however, due to its properties this process can be assisted by the use of cheap and easily accessible catalysts. A literature search was conducted on catalytic and non-catalytic gasification of tire waste (including char). In the analytical part, an evaluation of the effect of temperature and pressure conditions, as well as the amount and type of biomass ash addition acting as catalysts, on the process of steam gasification of char from tire pyrolysis was performed. For this purpose, the materials tested were characterized, and gasification studies were conducted with the addition of 0, 5, 10 and 15% of the selected four ashes: sunflower husks, beet pulp, beech chips and corn cobs. Evaluations of the steam gasification process were carried out by assessing the reactivity of the char, the quality of the resulting gas and the kinetics of the process. Based on the obtained results and analyses, the optimal conditions of temperature, pressure, type and amount of catalytic additive on the gasification process of tire char were determined.