Reaktory chemiczne – hydroliza i rozkład chemiczny włókien i tworzyw sztucznych w recyklingu

Konstrukcja:

1. Komora reakcyjna – cylindryczny lub sferyczny zbiornik wykonany ze stali nierdzewnej lub materiałów odpornych na korozję, wytrzymujących wysokie ciśnienia i temperatury.
2. Mieszadło – system mechanicznego mieszania reagujących substancji, zapewniający równomierne rozprowadzenie ciepła i składników w komorze.
3. Układ grzewczy – zewnętrzne płaszcze grzewcze, grzałki elektryczne lub systemy parowe umożliwiające podgrzanie medium reakcyjnego.
4. Układ chłodzenia – płaszcz chłodzący lub system wymienników ciepła do kontrolowania temperatury reakcji.
5. Czujniki i zawory kontrolne – umożliwiają monitorowanie temperatury, ciśnienia, pH i innych parametrów reakcji oraz kontrolę bezpieczeństwa.
6. Zawór odpowietrzający – umożliwia odprowadzanie gazów powstających podczas reakcji chemicznych.
7. System podawania surowców – rury lub przewody umożliwiające wprowadzenie włókien, tworzyw sztucznych i odczynników chemicznych.
8. Układ odbioru produktów – pozwala na zbieranie produktów reakcji w formie ciekłej, stałej lub gazowej.

Zasada działania:

1. Włókna lub tworzywa sztuczne są wprowadzane do komory reakcyjnej wraz z odczynnikami chemicznymi (np. wodą, kwasami, zasadami lub katalizatorami).
2. W komorze podgrzanej do wysokiej temperatury (czasem pod zwiększonym ciśnieniem) zachodzą reakcje chemiczne, takie jak:
   • Hydroliza – rozkład polimerów do monomerów w obecności wody i katalizatora (np. PET do kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego).
   • Piroliza – termiczne rozkładanie tworzyw sztucznych na mniejsze cząsteczki w środowisku beztlenowym.
3. Mieszadło zapewnia równomierny rozkład reagentów i utrzymanie warunków optymalnych dla reakcji.
4. Produkty reakcji są odprowadzane przez układ odbioru, gdzie mogą być schładzane, filtrowane lub separowane na różne frakcje.
5. Gazy wydzielające się podczas reakcji są odprowadzane przez zawory odpowietrzające i neutralizowane, jeśli są szkodliwe.

Zastosowanie:

• Hydroliza PET w celu odzysku monomerów (np. do produkcji nowych butelek).
• Rozkład chemiczny poliamidów (np. nylonu) w celu ich ponownego wykorzystania w przemyśle włókienniczym.
• Przetwarzanie odpadów plastikowych na użyteczne produkty, takie jak paliwa, monomery lub surowce chemiczne.
• Redukcja ilości odpadów włókienniczych i plastikowych w sposób zgodny z zasadami gospodarki cyrkularnej.

Najwięksi producenci reaktorów chemicznych:

1. De Dietrich Process Systems – oferuje zaawansowane reaktory do procesów chemicznych, w tym do hydrolizy i recyklingu tworzyw sztucznych.
2. Büchi AG – dostarcza reaktory laboratoryjne i przemysłowe do recyklingu chemicznego i syntez chemicznych.
3. Pfaudler – producent reaktorów odpornych na korozję, stosowanych w przemyśle chemicznym i recyklingu.