راه حل هوشمندی برای تبدیل زباله‌های پلاستیکی به سوخت دیزل
شرکت‌های زیست‌محیطی و کمبود انرژی‌های نفتی باعث روی آوردن انسان به شکار با هدف جایگزین کردن انرژی در ماشین آلات احتراق داخلی شده است. تبدیل ضایعات به انرژی یکی از روندهای اخیر برای به حداقل رساندن نه تنها دفع زباله بلکه به عنوان یک انرژی جایگزین به شمار می‌رود. ضایعات پلاستیکی در دنیای فوق مدرن و مصنوعی به طور مداوم رو به افزایش است. در این مطالعه روغن پیرولیز پلاستیک و مخلوط آن با گازوئیل به عنوان یک انرژی اجتناب ناپذیر معرفی شده است. این اکتشاف پارامترهای عملیاتی متنوعی که درک بهتری دارند، در تفسیر شرایط عملیاتی و محدودیت‌های روغن پیرولیز ضایعات پلاستیکی و ترکیبات آن را ارائه می‌دهد.
پلاستیک‌ها به بخشی ضروری در دنیای امروز تبدیل شده‌اند. باتوجه به تداوم آسان و اثربخشی انرژی همراه با نرخ سریع‌تر تولید و عدم انعطاف‌پذیری طراحی، در ساخت این پلاستیک‌ها از ضایعات مصنوعی و خانگی استفاده شده است. پلاستیک پلیمرهای تجزیه ناپذیری هستند که از کربن، هیدروژن و سایر عناصر اولیه مشابه مانند کلر، نیتروژن وغیره به دلیل ماهیت تجزیه ناپذیرشان شاخته شده‌اند. ضایعات پلاستیک به طور قابل توجهی به تجمع زباله‌ها در محیط زیست دامن می زنند. پلاستیک‌ها به طور کلی مواد مصنوعی محسوب می‌شوند که براساس ویژگی‌های فیزیکی شان با اصلاح شیمیایی مواد طبیعی تولید شده و یا از مواد معدنی و آلی سنتز می‌شوند. پلاستیک‌ها به طور کلی به ترموست، الاستومر و ترموپلاستیک دسته بندی می‌شوند. این فرایند بسیار ساده است. ضایعات پلاستیک خرد شده و در محفظه بدون اکسیژن تا حدود 410 درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند. پس از ذوب شدن، جوشیدن شده و ماده زدایی می شود. همچنین این بخارها از لوله خنک کننده و کندانسور عبور کرده و متراکم می شوند، سپس برخی از آنها با طول هیدروکربنی کوتاه‌تر باقی می مانند. در انتهای لوله خنک کننده یک نیروی برشی وجود دارد که تمام مایع را جمع کرده و در پایین‌ترین سمت آزاد می کند؛ به طوری که انرژی مایع یا سوخت می تواند به بیرون ریخته شود. پس از آن، انرژی تقطیر شده و فیلتر می شود. از آنجا که کل فرایند در وکیوم انجام شده و پلاستیک ذوب می‌شود، هیچ مواد سمی در هوا منتشر نمی‌شود زیرا از لجن‌ها برای تهیه سوخت دستگاه مجدد استفاده می‌شود.
این دستگاه بر روی جریان برق (3 فاز) کار می‌کند، دارای 6 سیم پیچ نیکروم به عنوان رودیمنت گرمایش است و یک سنگدانه 6 کیلوات (1 کیلووات در هر سیم پیچ) مصرف می‌کند. سیم پیچ توسط سه رله حالت جامد، برای هر فاز یک رله، روشن و خاموش می‌شود. رله ها توسط ترموستات دیجیتال با یک دیتکتور دما فقط کمی کمتر از دریچه کنترل می‌شوند. پیرولیز ضایعات پلاستیک یک سیستم پیش بینی شده با هدف حل مشکلات ناشی از ضایعات پلاستیک و تولید انرژی مایع با کیفیت است. باتوجه به شکل زیر، هدف از این پروژه درک و بهینه سازی تبدیل ضایعات پلاستیکی به روغن دیزل یا انواع سوخت است.
شکل 1:
هدف اصلی این مطالعه درک و بهینه سازی فرایندهای تجزیه در اثر حرارت پلاستیک به منظور به حداکثر رساندن تولیدات رنگ روغن و طراحی اوت فیت پیرولیز به عنوان طرح تجاری در مقیاس متوسط است. در این مطالعه پلی اتیلن سنگین (HDPE)، پلی اتیلن سبک (LDPE)، پلی پروپیلن (PP) و پلی استایرن (PS) در 70 نمونه پلاستیک بسته بندی شده مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. پلی وینیل کلرید (PVC) و پلی اتیلن ترفتالات (PET) به دلیل مصارف بهداشتی مورد بررسی قرار نمی‌گیرند. این مطالعه در سه مرحله به بررسی پژوهش‌های گسترده انجام شده درمورد تجزیه حرارتی پلاستیک می‌پردازد. مرحله اول بر درک فرایند ترک خوردگی حرارتی و ارتباط عوامل مهم موثر بر فرایند تجزیه حرارتی و کیفیت محصولات پیرولیز پلاستیکی متمرکز است. پس از بررسی ادبیات، دمای پاسخ مهمترین عاملی است که کل فرایند را بیان می‌کند؛ با این حال، این مطالعه همچنین فرایند ترک خوردگی ثانویه و سایر عوامل مهم مانند دما، نرخ گرمایش، نوع پلاستیک، کاتالیزورها، انواع پلاستیک‌های تجاری، فرایند پیرولیز وغیره را نیز بررسی می‌کند. در مرحله نهایی، یک اوت فیت پیرولیز طراحی شده و براساس نتایج و اطلاعات جمع‌آوری‌شده از کارهای انجام‌شده در دو مرحله قبل تولید شده است. در پایان، این اوت فیت مخلوط پلی پروپیلن، پلی اتیلن و پلی استایرن را به گاز تبدیل کرده و درعین حال، تولید دیزل را افزایش می‌دهد.
کلام آخر
باتوجه به مقاله بررسی شدۀ عملکرد و مهاجرت روغن پرولیز ضایعات پلاستیک، به این نتیجه رسیدیم که روغن پیرولیز ضایعات پلاستیکی انرژی بالقوه خوبی برای تولید دیزل دارد و بنابراین بایستی در آینده برای اهداف حمل و نقل درنظر گرفته شود؛ به این معنا که:
1) برای هر خودروی بهینه به 100 روغن ضایعات پلاستیک نیاز است.
2) موتور سوخت‌گیری شده با ضایعات پلاستیکی از اثربخشی حراراتی بالایی تا بیش از 75 توان برخوردار است.
3) اثربخشی حرارتی ترمز خودرو که با ضایعات رنگ روغن ضایعات پلاستیکی سوخت گیری می‌شود، زمان‌بندی تزریق بایستی بهبود یابد.
4) میزان CO₂ با افزودن EGR به دلیل عدم امنیت در احتراق کاهش می یابد.
5) مصرف انرژی در یک محموله سوخت کامل نشان دهنده کامپوزیت‌های WPPO پیشرفته است که افزایش مصرف انرژی را درمقایسه با دیزل بیان می‌کند.
