Podle statistických údajů bylo v roce 1995 v ČR vyřazeno 60 000 tun pneumatik. Vývoj ukazuje, že až do roku 2010 se bude toto množství ročně zvyšovat o dalších 9000 tun.
Použité pneumatiky představují nepohodlný civilizační odpad, velmi obtížně likvidovatelný. Známé způsoby jejich likvidace jsou:
[*] spalování v lokálních kotlích na tuhá paliva,
[*] uložení na skládky odpadu,
[*] drcení a přidávání do betonových směsí,
[*] drcení a po úpravě používání jako absorbéru vibrací,
[*] drcení a po úpravě používání jako účinného absorbéru ropných a toxických látek,
[*] přidávání do cementačních pecí jako nauhličovadlo.
První způsob je nezákonný. Druhý způsob je nejobvyklejší, avšak přirozené odbourání takového odpadu v přírodě trvá několik desítek let (nehledě na to, že je rovněž nezákonný). Ostatní způsoby mají omezenou použitelnost. Celkem se v současnosti recyklací znovu zužitkuje nejméně 20 % pryžového odpadu.
Na druhé straně však pryžový odpad obecně představuje surovinu s vysokým obsahem uhlíku. Firma Hutní projekt Frýdek-Místek, a. s., se již delší dobu zabývá energetickým využitím použitých pneumatik pomocí pyrolýzní technologie.
Zdroj uhlíku
Zkapalňování je zvláštní případ pyrolýzy. Při pyrolýze dochází v hermeticky uzavřeném prostoru naplněném tuhou organickou hmotou působením vnějšího tepla k rozpadu uhlovodíků vyšších řad na uhlovodíky s jednoduššími vazbami a anorganické sloučeniny ve formě plynů a par a zkarbonovaného zbytku.
Pyrolýza se provádí v reaktoru zvláštní konstrukce, vhodně upraveného na konkrétní druh organické hmoty. Čím rychleji proběhne proces pyrolýzy a čím rychleji se podaří ochladit vyvinutý plyn, tím více a kvalitnějšího výsledného produktu dosáhneme.
Kapalina zvaná též "bio-olej", která vykondenzuje z ochlazeného plynu, má povahu:
[*] lehkého oleje, využitelného jako topný olej nebo motorová nafta,
[*] středního oleje s vlastnostmi vhodnými pro výrobu mazadel,
[*] těžkého oleje, vhodného pro výrobu uhlíkatých vláken (karbonových laminátů).
Získaná kapalina neobsahuje síru, ani jiné škodlivé sloučeniny. Je vhodná pro pohon dieselmotorů nebo pro spalování v naftových hořácích všeho druhu. Je však také vítanou surovinou pro výrobu plastů, mazadel a uhlíkových kompozitů. Zbylý procesní plyn je zcela spotřebován ve vlastní technologii.
Zuhelněný zbytek po separaci kovů představuje téměř čistý porézní uhlík přibližně stejných vlastností, jako má aktivní uhlí. Je využíván jako náplň vodních nebo plynových filtrů nebo k dalšímu zpracování v chemickém průmyslu.
Patentově chráněno
Klíčovým agregátem je patentově chráněný reaktor. Reaktor je uspořádán jako dvoukomorová jednotka. Jednu komoru představuje spalovací prostor pro spalování plynného paliva, druhou komoru tvoří pyrolyzér. Ten je rozdělen na hermeticky oddělený prostor s drcenými pneumatikami a topný kanál. Topným kanálem proudí spaliny ze spalovací komory do spalinového kotle.
Prostor s drcenými pneumatikami se ohřívá průchodem spalin a iniciuje se proces pyrolýzy. Proces probíhá při 700ř C. Vzniklé plyny a spolu s nimi unášené prachové částice uhlíku jsou odváděny k dalšímu zpracování. Aby se zvýšila účinnost procesu je středem do prostoru paliva vháněn fluidizační plyn (buď vlastní, vzniklý pyrolýzou, nebo cizí, např. dusík).
Ten pak proudí v protisměru k pohybu paliva, fluidizuje palivo a intenzivně napomáhá termochemickému rozkladu. Plyn odcházející z reaktoru je zbaven pracových podílů a následně ochlazen na teplotu potřebnou pro selektivní kondenzaci příslušné frakce "bio-oleje". Vyčištěný plyn se vrací do procesu jako palivo pro ohřev a fluidizační medium. Spaliny odcházející z reaktoru jsou obvykle využívány k ohřevu užitkové vody.
Pyrolyticky rozložený a zkarbonovaný zbytek odcházející z procesu je obvykle separován na čistý kov a uhlík (čistota zhruba 94 až 96 %). Vsázka, tj. použité pneumatiky, musí být pro proces předpřipravena drcením a tříděním na granulaci menší než 30 mm. Obsah vody by měl být nižší než 10 %.
Celé zařízení je ekologicky a energeticky uzavřený cyklus, bez nebezpečných odpadů, se ziskem vítaných a obchodovatelných komodit. Zařízení je určeno především k likvidaci použitých pneumatik. Svoji přizpůsobitelnou zpracovatelskou kapacitou, exhalacemi hluboko pod přípustnými ekologickými limity, malými nároky na výrobní plochy a svým ekonomickým efektem je vhodným zařízením pro centrální skládky odpadů.
Z každého kg vsázky (z každého kg použitých pneumatik) se získá 60 až 62 % bio-oleje. Nedestilovatelných složek plynů se získá přibližně 8 až 10 %, karbonu, vč. kovů je, přibližně 26 až 30 %.
Vyzkoušeno
Popsaná pyrolýzní technologie je plně odzkoušena a funguje na několika místech ve světě. Jsou v provozu zařízení s kapacitou 500, 1000 a 2000 kg/h drcených pneumatik. V USA je zařízení postaveno na lodi, která putuje podél mořského pobřeží a podél pobřeží splavných řek, kampaňovitě zpracovává aktuálně dovezené pneumatiky a prodává vyrobený bio-olej za 242 USD/t lodním společnostem a vyrobený odseparovaný uhlík za 500 USD/t chemického průmyslu. Zařízení má kapacitu 1000 kg/h a jedna zpracovací dávka z ekonomických důvodů činí 600 t/dávku.
Pneumatiky se jednorázově, bez meziskladu a bez dostatečné manipulace přivezou a sklopí přímo na loď, kde se nachází vše potřebné k jejich zpracování. Lodní motor je poháněn vyrobenou bio-naftou.
Na Tchaj-wanu je od roku 1997 v provozu elektrárna, která zpracovává 2000 kg/h opotřebovaných pneumatik, vyrábí 1200 kg/h bio-nafty a tu okamžitě spotřebovává k výrobě elektrické energie a tepla. K výrobě elektrické energie je použito tří dieselových generátorů, každý o výkonu 1860 kVA při napětí 6,6 kV a frekvenci 50 Hz. Čtvrtý generátor je v rezervě. Celkový investiční náklad činil 5 260 000 USD. Elektrárna vyrábí elektrickou energii za 0,012 USD/kWh.
Podle analýz by pro poměry v České republice vyhovovalo několik jednotek s kapacitou 500 nebo 1000 kg/h, postavených u lokálních skládek odpadů se svoznou vzádleností do 30 km. Vyrobená bio-nafta by byla použitelná pro pohon těžkých stavebních strojů, pohon lesních mechanizmů a pro pohon lodních motorů říční dopravy. Vyrobený karbon je zpracovatelný v koksárenských bateriích, získaná legovaná ocel pak v hutích.
František Sýkora
Hutní projekt, a. s., Frýdek Místek
