Термическая деполимеризация — это промышленный процесс расщепления различных отходов на продукты сырой нефти. Это включает воздействие на материалы высоких температур и давления в присутствии воды, тем самым инициируя процесс, известный как водный пиролиз. Результатом является деполимеризация полимеров с длинной цепью материалов в мономеры с короткой цепью, в данном случае нефтяные углеводороды. Это сильно ускоренная искусственная визуализация процесса образования ископаемого топлива в природе. Широкий спектр отходов, известных как исходное сырье, может использоваться в процессах термической деполимеризации, включая пластмассы и материалы биомасса.
Процесс термической деполимеризации (TDP) существует уже около 70 лет, но не считался жизнеспособным до конца 1990-х годов. Это отсутствие жизнеспособности было результатом неприемлемого возврата энергии по рейтингу вложенной энергии (EROEI), т. е. измерению количества энергии, затраченной на производство выходной энергии. Ранние методы требовали гораздо больше энергии для производства, чем выходная мощность, но проложили путь для современных систем, которые имеют рейтинг EROEI 6,67, или примерно 85 единиц произведенной энергии на каждые 15 затраченных. Обычное сельскохозяйственное производство биодизеля и этанола имеет рейтинг около 4,2, что делает процесс термической деполимеризации привлекательным вариантом. Помимо своей эффективности, система имеет ряд других преимуществ, в том числе расщепление загрязнений тяжелыми металлами на безвредные оксиды и разрушение органических ядов и прионов, ответственных за коровье бешенство и болезни Крейтцфельдта-Якоба.
На практике процесс водного пиролиза, лежащий в основе термической деполимеризации, довольно прост. Исходные материалы сначала измельчают на мелкие кусочки и смешивают с водой. Затем смесь нагревают до 482°F (250°C) в течение примерно 15 минут в сосуде высокого давления. Образовавшийся пар повышает давление в сосуде примерно до 600 фунтов на квадратный дюйм (PSI), которое в конце процесса нагрева быстро сбрасывается. Это приводит к тому, что вода испаряется или быстро испаряется, в результате чего остаются остаточные твердые вещества и сырые углеводороды.
Эти составляющие отделяются, а углеводороды собираются для дальнейшей очистки. Это включает дальнейшую термическую обработку до 930°F (500°C) и сортировку фракционной перегонкой. В результате получаются легкие и тяжелые нафты, керосин и фракции газойля, которые подходят для производства нескольких сортов горючее. Остаточные твердые вещества, оставшиеся после начальной термической обработки, можно использовать в качестве удобрений, фильтров, топлива для почвы и активированного углерода для очистки сточных вод.
Список подходящего сырья для TDP обширен и включает отходы пластика, шины, древесную массу, медицинские отходы и довольно неприятные побочные продукты, такие как индейка отходы и осадок сточных вод. Эффективность процесса термической деполимеризации дополнительно повышается за счет того, что побочные продукты процесса, такие как метан, не могут разлагаются путем деполимеризации, собираются и используются для питания турбинных генераторов для производства электроэнергии для объекта или перепродажи . Метан также обладает потенциалом в качестве биогаза, зеленой альтернативы обычному бензину.
