タイヤの熱分解は、廃タイヤを燃料油、カーボンブラック、鋼線、ガスなどの有価物に変える熱分解プロセスである。このプロセスでは、酸素のない環境でタイヤを加熱し、ゴムをより小さな分子に分解する。主な工程は、タイヤを丸ごとまたは細断したものをリアクターに投入し、リアクターを特定の温度まで加熱し、気化したガスを凝縮して液体オイルにし、固形残渣を回収することである。このプロセスは、廃タイヤを有用な資源にリサイクルするため、エネルギー効率が高く、環境に優しい。
ポイントを解説
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廃タイヤの処理:
- シュレッダー:廃タイヤは、表面積を増やし熱分解プロセスの効率を上げるため、細かく破砕されることが多い。タイヤ全体を直接処理できるシステムもあるため、このステップは任意である。
- 前処理:汚れ、金属、その他のゴム以外の物質などの不純物を除去し、最終製品の品質を確保する。磁気分離は、タイヤからスチールワイヤーを抽出するために一般的に使用される。
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リアクターへの投入:
- 準備されたタイヤは熱分解リアクターに投入され、密閉されて酸素のない環境になる。酸素がないことは、燃焼を防ぎ、ゴムの熱分解を確実にするために極めて重要である。
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加熱と熱分解:
- 温度制御:反応器は、目的とする最終製品に応じて200℃から900℃の温度範囲に加熱される。温度は徐々に上昇させ、ゴムを溶融・気化させる。
- 解重合:温度が上がると、ゴムは解重合を起こし、より小さな分子に分解される。約100℃になると、小さな揮発性分子が放出される。140℃でゴムは溶けて液状になる。260℃から280℃の間で、ゴムはモノマーと断片に分解され、重合してさまざまなオレフィンになる。
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蒸気の凝縮:
- 熱交換:気化したガスは熱交換器を通って流れ、そこで冷却され、凝縮して液体の油になる。このオイルは熱分解オイルとして知られ、燃料として使用したり、さらに精製して他の用途に使用することができる。
- 非凝縮性ガスの分離:メタンや水素などの非凝縮性ガスは、分離・洗浄される。これらのガスは、熱分解プロセスの動力として使用したり、後で使用するために貯蔵したりすることができる。
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固体残渣の回収:
- カーボンブラック:熱分解後に残る固形残渣は主にカーボンブラックで、ゴム製品の補強剤、顔料、燃料として使用できる。
- 鋼線:熱分解の影響を受けない鋼線は、カーボンブラックから分離され、リサイクル可能である。
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最終製品の保管と発送:
- 熱分解油:凝縮された液体オイルはタンクに貯蔵され、燃料として使用したり、さらに加工するために出荷することができる。
- カーボンブラックと鋼線:これらの固形製品は、販売またはさらなる加工のために回収・保管される。
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環境的・経済的メリット:
- 廃棄物削減:熱分解により廃タイヤの量を大幅に削減し、タイヤ廃棄に伴う環境問題に対処する。
- 資源回収:廃タイヤを価値ある資源に変換し、循環型経済に貢献する。
- エネルギー効率:熱分解中に発生する非凝縮性ガスは、プロセスの動力源として使用できるため、エネルギー効率が高い。
まとめると、タイヤの熱分解は、酸素のない環境で熱分解を行い、廃タイヤを有用な製品に変える多段階プロセスである。このプロセスには、最終製品の準備、加熱、凝縮、回収が含まれ、環境面と経済面の両方のメリットがある。
総括表
| ステップ | 説明 |
|---|---|
| 準備 | タイヤの破砕と不純物除去のための前処理。 |
| 投入リアクター | タイヤは密閉された無酸素リアクターに装填される。 |
| 加熱 | リアクターを200℃～900℃に加熱し、解重合を行う。 |
| 縮合 | 蒸気は冷却されて熱分解油になり、凝縮しないガスは分離される。 |
| 固体残渣 | カーボンブラックとスチールワイヤーは、再利用または売却のために回収される。 |
| 最終製品 | 熱分解油、カーボンブラック、鋼線が保管され、発送される。 |
| 利点 | 廃棄物を減らし、資源を回収し、エネルギー効率を高めます。 |
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