Аналіз впливу напрямку потоку охолоджуючої води на конденсатне масло з відпрацьованих шин

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.209900

Ключові слова:

протитечія, паралельний потік, піроліз, конденсатор, теплопередача

Анотація

Застосування піролізу для термічного розкладання відпрацьованих шин можна розглядати як ідеальну концепцію для скорочення їх кількості і переробки. В результаті цього процесу може утворюватися конденсатне масло, типове масло, близьке за властивостями до сирої нафти. Критичним аспектом процесу піролізу є конструкція реактора, особливо для конденсатора, де швидкість теплопередачі сприяє загальній якості і кількості одержуваного конденсатного масла. Дане дослідження присвячене впливу напрямку потоку води на процес конденсації піролізного газу. Для спостереження за ефектом процесу конденсації, досліджується кількість і якість отриманого масла. В даному процесі перевіряють два різних напрямки потоку води, а саме протитечію і паралельний потік. Вплив напрямку потоку води в конденсаторі явно впливає на процес піролізу з отриманням конденсатного масла. Виходячи з обсягу виробництва, протиточний конденсатор здатний виробляти 355 мл конденсатного масла, в той час як конденсатор з паралельним потоком всього 290 мл. Залежно від якості одержуваного конденсатного масла, протиточний конденсатор, як правило, краще, ніж конденсатор з паралельним потоком, де щільність, температура займання і в'язкість близькі до властивостей сирої нафти. Швидкість теплопередачі від конденсатора до піролізного газу є основним фактором, що впливає на якість і кількість конденсатного масла. Середня теплопередача для протитоку і паралельного потоку становить 2728 Вт і 1865 Вт відповідно. Можна констатувати, що використання протиточного конденсатора для реактора піролізу дозволяє поліпшити якість і кількість конденсатного масла

Біографії авторів

Budhi M Suyitno, Universitas Pancasila

Doctor of Mechanical Engineering, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Erlanda Augupta Pane, Universitas Pancasila

Master of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Wina Libyawati, Universitas Pancasila

Master of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Chatrine Jelita, Universitas Pancasila

Bachelor Student

Department of Mechanical Engineering

Hendri Sukma, Universitas Pancasila

Master of Mechanical Engineering, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Ismail Ismail, Universitas Pancasila

Doctoral of Mechanical Engineering, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. The ETRMA Statistics Report (2012). Belgium.
  2. Bekhiti, M., Trouzine, H., Asroun, A. (2014). Properties of Waste Tire Rubber Powder. Engineering, Technology & Applied Science Research, 4 (4), 669–672. doi: https://doi.org/10.48084/etasr.439
  3. Ouyang, S., Xiong, D., Li, Y., Zou, L., Chen, J. (2018). Pyrolysis of scrap tyres pretreated by waste coal tar. Carbon Resources Conversion, 1 (3), 218–227. doi: https://doi.org/10.1016/j.crcon.2018.07.003
  4. Zabaniotou, A. A., Stavropoulos, G. (2003). Pyrolysis of used automobile tires and residual char utilization. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 70 (2), 711–722. doi: https://doi.org/10.1016/s0165-2370(03)00042-1
  5. Parthasarathy, P., Choi, H. S., Park, H. C., Hwang, J. G., Yoo, H. S., Lee, B.-K., Upadhyay, M. (2016). Influence of process conditions on product yield of waste tyre pyrolysis- A review. Korean Journal of Chemical Engineering, 33 (8), 2268–2286. doi: https://doi.org/10.1007/s11814-016-0126-2
  6. Wik, A., Dave, G. (2006). Acute toxicity of leachates of tire wear material to Daphnia magna – Variability and toxic components. Chemosphere, 64 (10), 1777–1784. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.12.045
  7. Torretta, V., Rada, E. C., Ragazzi, M., Trulli, E., Istrate, I. A., Cioca, L. I. (2015). Treatment and disposal of tyres: Two EU approaches. A review. Waste Management, 45, 152–160. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2015.04.018
  8. Venkatesan, H., Sivamani, S., Bhutoria, K., Vora, H. H. (2018). Experimental study on combustion and performance characteristics in a DI CI engine fuelled with blends of waste plastic oil. Alexandria Engineering Journal, 57 (4), 2257–2263. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.09.001
  9. Choi, G.-G., Jung, S.-H., Oh, S.-J., Kim, J.-S. (2014). Total utilization of waste tire rubber through pyrolysis to obtain oils and CO2 activation of pyrolysis char. Fuel Processing Technology, 123, 57–64. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.02.007
  10. Colom, X., Cañavate, J., Carrillo, F., Suñol, J. J. (2009). Effect of the particle size and acid pretreatments on compatibility and properties of recycled HDPE plastic bottles filled with ground tyre powder. Journal of Applied Polymer Science, 112 (4), 1882–1890. doi: https://doi.org/10.1002/app.29611
  11. Donatelli, A., Iovane, P., Molino, A. (2010). High energy syngas production by waste tyres steam gasification in a rotary kiln pilot plant. Experimental and numerical investigations. Fuel, 89 (10), 2721–2728. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.03.040
  12. Dai, X., Yin, X., Wu, C., Zhang, W., Chen, Y. (2001). Pyrolysis of waste tires in a circulating fluidized-bed reactor. Energy, 26 (4), 385–399. doi: https://doi.org/10.1016/s0360-5442(01)00003-2
  13. Czajczyńska, D., Anguilano, L., Ghazal, H., Krzyżyńska, R., Reynolds, A. J., Spencer, N., Jouhara, H. (2017). Potential of pyrolysis processes in the waste management sector. Thermal Science and Engineering Progress, 3, 171–197. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2017.06.003
  14. Tan, V., De Girolamo, A., Hosseini, T., Alhesan, J. A., Zhang, L. (2018). Scrap tyre pyrolysis: Modified chemical percolation devolatilization (M-CPD) to describe the influence of pyrolysis conditions on product yields. Waste Management, 76, 516–527. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.03.013
  15. Ucar, S., Karagoz, S., Ozkan, A. R., Yanik, J. (2005). Evaluation of two different scrap tires as hydrocarbon source by pyrolysis. Fuel, 84 (14-15), 1884–1892. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2005.04.002
  16. Dı́ez, C., Martı́nez, O., Calvo, L. F., Cara, J., Morán, A. (2004). Pyrolysis of tyres. Influence of the final temperature of the process on emissions and the calorific value of the products recovered. Waste Management, 24 (5), 463–469. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2003.11.006
  17. Kordoghli, S., Khiari, B., Paraschiv, M., Zagrouba, F., Tazerout, M. (2017). Impact of different catalysis supported by oyster shells on the pyrolysis of tyre wastes in a single and a double fixed bed reactor. Waste Management, 67, 288–297. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.06.001
  18. Miandad, R., Barakat, M. A., Rehan, M., Aburiazaiza, A. S., Gardy, J., Nizami, A. S. (2018). Effect of advanced catalysts on tire waste pyrolysis oil. Process Safety and Environmental Protection, 116, 542–552. doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.03.024
  19. Li, L., Yan, B., Li, H., Yu, S., Liu, S., Yu, H., Ge, X. (2018). SO42−/ZrO2 as catalyst for upgrading of pyrolysis oil by esterification. Fuel, 226, 190–194. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.04.006
  20. Torres, A., de Marco, I., Caballero, B. M., Laresgoiti, M. F., Legarreta, J. A., Cabrero, M. A. et. al. (2000). Recycling by pyrolysis of thermoset composites: characteristics of the liquid and gaseous fuels obtained. Fuel, 79 (8), 897–902. doi: https://doi.org/10.1016/s0016-2361(99)00220-3
  21. Nkosi, E., Muzenda, N . (2014). A Review and Discussion of Waste Tyre Pyrolysis and Derived Products. World Congress on Engineering, WCE 2014, 2, 979–985.
  22. Palla, V. S. K. K., Papadikis, K., Gu, S. (2015). A numerical model for the fractional condensation of pyrolysis vapours. Biomass and Bioenergy, 74, 180–192. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2015.01.020
  23. Williams, P. T., Besler, S., Taylor, D. T. (1990). The pyrolysis of scrap automotive tyres: The influence of temperature and heating rate on product composition. Fuel, 69 (12), 1474–1482. doi: https://doi.org/10.1016/0016-2361(90)90193-t
  24. Jelita, C. (2015). Design of Condenser on the Convert Machine of Waste Tire to Crude Oil. Universitas Negeri Jakarta.
  25. Liu, D., Jin, J., Gao, M., Xiong, Z., Stanger, R., Wall, T. (2018). A comparative study on the design of direct contact condenser for air and oxy-fuel combustion flue gas based on Callide Oxy-fuel Project. International Journal of Greenhouse Gas Control, 75, 74–84. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2018.05.011
  26. Wang, J., Li, J. M., Hwang, Y. (2018). Modeling of film condensation flow in oval microchannels. International Journal of Heat and Mass Transfer, 126, 1194–1205. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.126
  27. Aishwarya, K. N., Sindhu, N. (2016). Microwave Assisted Pyrolysis of Plastic Waste. Procedia Technology, 25, 990–997. doi: https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.08.197
  28. Mastral, F. J., Esperanza, E., Garcı́a, P., Juste, M. (2002). Pyrolysis of high-density polyethylene in a fluidised bed reactor. Influence of the temperature and residence time. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 63 (1), 1–15. doi: https://doi.org/10.1016/s0165-2370(01)00137-1
  29. Ingram, L., Mohan, D., Bricka, M., Steele, P., Strobel, D., Crocker, D. et. al. (2008). Pyrolysis of Wood and Bark in an Auger Reactor: Physical Properties and Chemical Analysis of the Produced Bio-oils. Energy & Fuels, 22 (1), 614–625. doi: https://doi.org/10.1021/ef700335k
  30. Bhale, P. V., Deshpande, N. V., Thombre, S. B. (2009). Improving the low temperature properties of biodiesel fuel. Renewable Energy, 34 (3), 794–800. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2008.04.037
  31. Benjumea, P., Agudelo, J., Agudelo, A. (2008). Basic properties of palm oil biodiesel–diesel blends. Fuel, 87 (10-11), 2069–2075. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.11.004
  32. Özçimen, D., Karaosmanoğlu, F. (2004). Production and characterization of bio-oil and biochar from rapeseed cake. Renewable Energy, 29 (5), 779–787. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2003.09.006
  33. Lang, X., Dalai, A. K., Bakhshi, N. N., Reaney, M. J., Hertz, P. B. (2001). Preparation and characterization of bio-diesels from various bio-oils. Bioresource Technology, 80 (1), 53–62. doi: https://doi.org/10.1016/s0960-8524(01)00051-7
  34. Pereira, C. C., Pasa, V. M. D. (2005). Effect of Alcohol and Copper Content on the Stability of Automotive Gasoline. Energy & Fuels, 19 (2), 426–432. doi: https://doi.org/10.1021/ef049849h
  35. Najafi, G., Ghobadian, B., Tavakoli, T., Buttsworth, D. R., Yusaf, T. F., Faizollahnejad, M. (2009). Performance and exhaust emissions of a gasoline engine with ethanol blended gasoline fuels using artificial neural network. Applied Energy, 86 (5), 630–639. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2008.09.017
  36. Raheman, H., Ghadge, S. V. (2007). Performance of compression ignition engine with mahua (Madhuca indica) biodiesel. Fuel, 86 (16), 2568–2573. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.02.019
  37. Bharathwaaj, R., Nagarajan, P. K., Kabeel, A. E., Madhu, B., Mageshbabu, D., Sathyamurthy, R. (2018). Formation, characterization and theoretical evaluation of combustion of biodiesel obtained from wax esters of A. Mellifera. Alexandria Engineering Journal, 57 (3), 1205–1215. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.03.021
  38. Kareddula, V. K., Puli, R. K. (2018). Influence of plastic oil with ethanol gasoline blending on multi cylinder spark ignition engine. Alexandria Engineering Journal, 57 (4), 2585–2589. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.07.015
  39. Saraswat, M., Chauhan, N. R. (2020). Comparative assessment of butanol and algae oil as alternate fuel for SI engines. Engineering Science and Technology, an International Journal, 23 (1), 92–100. doi: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2019.04.002
  40. Rofiqulislam, M., Haniu, H., Rafiqulalambeg, M. (2008). Liquid fuels and chemicals from pyrolysis of motorcycle tire waste: Product yields, compositions and related properties. Fuel, 87 (13-14), 3112–3122. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2008.04.036

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-12

Як цитувати

Suyitno, B. M., Pane, E. A., Libyawati, W., Jelita, C., Sukma, H., & Ismail, I. (2021). Аналіз впливу напрямку потоку охолоджуючої води на конденсатне масло з відпрацьованих шин. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6 (110), 30–37. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.209900

Номер

Том 2 № 6 (110) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Budhi M Suyitno, Erlanda Augupta Pane, Wina Libyawati, Chatrine Jelita, Hendri Sukma, Ismail Ismail

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.