Pyrolyysi

Selitämme, mikä pyrolyysi on, prosessi, pyrolyysikäyrä, tyypit, jotka ovat ja antavat useita esimerkkejä

Mikä on pyrolyysi?

Se pyrolyysi Se on korkeiden lämpötilojen materiaalien lämpöhajoaminen inertin ilmakehän alla. Tämän tyyppinen ilmakehän ei sisällä happea, ja se muodostuu pääasiassa typestä, mikä varmistaa, että hajoaminen johtuu vain lämpöä.

Pyrolyysiprosesseissa suuret ja monimutkaiset orgaaniset yhdisteet on murtunut paljon yksinkertaisemmaksi ja pienemmäksi. Jotkut näistä yhdisteistä haihtuvat ja muuttuvat kaasuiksi, toisista tulee tummia viskooseja nesteitä, ja hyvä osa niistä tulee hiiltä.

Tällä hetkellä pyrolyysiä käytetään keinona muuttaa erityyppisiä jätteitä ja kiinteitä jätteitä polttoaineiksi, joita voidaan sitten käyttää energian tuottamiseen.

Kun paistamme ruokaa, tapahtuu pyrolyysi

Esimerkki pyrolyysistä Näin tapahtuu ruoalle paistamalla niitä öljyssä. Öljy auttaa lämmittämään ruokaa koskettamatta niitä, joten se mahdollistaa pyrolyysin esiintymisen. Tämä tuottaa makua ja väriä paistetuissa elintarvikkeissa. Itse asiassa, kun sanomme, että jotain poltettiin, tapahtui, että pyrolyysi teki siitä hiilen.

Pyrolyysiprosessi

Pyrolyysi on monimutkainen prosessi, joka sisältää monia kemiallisia reaktioita. Tämän monimutkaisuuden määräävät useat tekijät:

• Se riippuu pirolisoidun ainetyypistä. Ei ole sama hajottaa sokeria kuin öljy, koska reaktiot ovat erilaisia.
• Pyrolyysin eri reaktiot alkavat ja päättyvät eri lämpötiloissa.
• Vaihtelee sen mukaan, kuinka nopeasti aine on kuuma.
• Se riippuu siitä, onko se puhdasta ainetta vai erityyppisiä aineita.
• Se riippuu näytteen kosteudesta.

Reaktorit

Pyrolyysiprosessin toteuttamiseksi on välttämätöntä käyttää reaktoria. Tämä ei ole muuta kuin jonkin tyyppistä suljettua astiaa (samanlainen kuin painepotissa), joka voidaan lämmittää ilman ilmaa.

Voi palvella sinua: Samario: Ominaisuudet, rakenne, hankkiminen, käyttötarkoitukset

Pyrolyysituotteet

Riippumatta siitä, kuinka monimutkainen se voi olla, useimpien orgaanisten yhdisteiden pyrolyysi antaa melkein aina samantyyppisiä tuotteita. Ne voidaan ryhmitellä seuraavasti:

• Hiilen

Hiilen

Se on pyrolyysin kiinteä jäännös. Se on musta kiinteä aine, joka koostuu pääasiassa hiilen eri muodoista. Tämä jäljellä on, kun ruoka poltetaan.

• Bionacia

Bionacia

Se on viskoosinen ja tumma, melkein musta neste. Se sisältää terva-, tauon ja muita nestemäisiä orgaanisia yhdisteitä, kuten hapot, esterit, alkoholit jne.

• Biokaasu

Kaasuja, joita esiintyy materiaalien, kuten puun, paperin ja muun orgaanisen jätteen pyrolyysin aikana Biokaasu. Tämä sisältää sekoituksen useista kaasuista, mukaan lukien hiilimonoksidi ja kaasu, jota käytämme keittämiseen muun muassa.

Pyrolyysikäyrä

Pyrolyysikäyrät ovat graafisia, joita kemikaalit käyttävät pyrolyysiprosessin tutkimiseen. Niiden kanssa voit määrittää, missä lämpötilassa pyrolyysi alkaa ja päättyy, jos lämpö ja muut prosessin ominaisuudet imeytyvät tai vapautuvat.

Nämä käyrät saadaan kahdella tärkeällä tekniikalla, joita kutsutaan termogravimetriseksi (ATG) ja differentiaalikalorimetriaksi (CDB), joita täydennetään kaasukromatografialla (CG), kuten alla on kuvattu:

Termogravimetrinen analyysi (ATG)

Tämä tekniikka koostuu aineen punnitsemisesta sen lämmittäessä, ja kuvaa sitten taikina lämpötilaan verrattuna.

Kun pyrolyysi ja kemialliset yhdisteet esiintyvät näytteessä, ne hajoavat ja haihtuvat, näyte muuttuu kevyemmäksi, koska taikina vähenee.

Differentiaalinen skannauskalorimetria (CDB)

Tätä tekniikkaa käytetään mittaamaan, kuinka paljon lämpöä aine absorboi tai vapautuu pyrolyysin eri vaiheissa. Jos absorboi lämpöä, sanotaan, että prosessi on endoterminen, Ja jos vapautat sen, sanotaan, että se on eksoterminen.

Voi palvella sinua: Alceans -käyttö ja sovellukset

Kaasukromatografia (CG)

Useimmissa tapauksissa kahta aikaisempaa tekniikkaa käytetään yhdessä kaasukromatografian kanssa. Tämän tarkoituksena on erottaa ja tunnistaa kaikki tuotteet pyrolyysistä.

Pyrolyysityypit

Pyrolyysi luokitellaan sen nopeuden mukaan, jolla aineita lämmitetään:

Hidas pyrolyysi tai hiilihappo

Tämä on pyrolyysityyppi, jota on käytetty satojen vuosien ajan hiilen tuottamiseen puusta. Se on hidas prosessi, joka voi kestää jopa 48 tuntia ja lämmitetään noin 500 ° C: seen.

Keskitason tai tavanomainen pyrolyysi

Tässä tapauksessa lämmitys on nopeampaa ja pyrolyysi suoritetaan 5-10 minuutin ajan. Välihyolyysiä käytetään usein jätteiden, kuten sahanpurun, ruoan ja jopa jäteveden jätteiden, muuttamiseen sekundaaripolttoaineiksi.

Nopea pyrolyysi

Se on yksi, jossa näytteet lämmitetään nopeasti 425-600 ° C: seen vain muutamassa sekunnissa niin, että pyrolyysi tapahtuu, ja sitten tuotteet viileitä nopeasti. Sitä käytetään tuottamaan mahdollisimman paljon bioaceittiä.

Flash -pyrolyysi tai erittäin nopea

Se on hyvin samanlainen kuin edellinen, vain paljon nopeampi. Ainetta alle puolessa sekunnissa aine kuumennetaan yli 1000 ° C: seen, pyrolyysi esiintyy hyvin lyhyessä ajassa ja tuottaa paljon enemmän bioaceittia kuin kaikissa edellisissä tapauksissa.

Tyhjiöpyrolyysi

Kuten nimestä voi päätellä, se suoritetaan tyhjiössä ja kestää 2–30 sekuntia. Lämmitysnopeus on keskipitkä, maksimilämpötila on yleensä 400 ° C ja sen päätuote on bioaceitti.

Voi palvella sinua: Heikot elektrolyyttit: käsite, ominaisuudet, esimerkit

Esimerkkejä pyrolyysireaktioista

• Glukoosipyrolyysi: Se tunnetaan myös nimellä karamellisointi ja esiintyy 160 ° C: ssa.
• Selluloosan pyrolyysi: Se alkaa 280 ° C: ssa ja päättyy yli 500 ° C. Aluksi selluloosa kuivuu ja jotkut sidokset rikkoutuvat, sitten sokerit -ketjut rikkoutuvat ja muodostavat liipaisusseoksen.
• Kasviöljypyrolyysi: Kasviöljyt ja myös triglyseridejä sisältävät eläinrasvat voivat tulla biodieseliksi pyrolyysin kautta.
• Käytetty hankaaminen pyrolyysi: Hajoaminen alkaa 152 ° C: ssa ja päättyy noin. 490 ° C. Siihen sisältyy 67% alkuperäisestä kumimassasta.
• Muovipyrolyysi: Se suoritetaan lämpötiloissa välillä 300 - 900 ° C. Katalyyttejä käytetään melkein aina parantamaan polymeerin muuntamista palaviksi öljyiksi.

Viitteet

1. Dhyani, V., & Bhaskar, T. (2019). Biomassan pyrolyysi. Biopolttoaineet: vaihtoehtoiset raaka-aineet ja muuntoprosessi nestemäisten ja kaasumaisten biopolttoaineiden tuottamiseksi, 217-244.Doi: 10.1016/B978-0-12-816856-1.00009-9
2. Lee, Sze Ying & Sankran, Revathy & Kit Wayne, Chew & Tan, Chung Hong & K, Rambabu & Show, Pau-Loke. (2019). Waste to Bioenergy: Katsaus viimeaikaiseen muuntotekniikkaan. BMC -energia. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
3. Li, l., Rowbotham, J. S., Christopher Greenwell, H., & Dyer, P. W -. (2013). Johdatus pyrolyysiin ja katalyyttiseen pyrolyysiin: monipuoliset tekniikat biomassan muuntamiseen. Uusi ja tulevaisuuden kehitys katalyysissä, 173-208.Doi: 10.1016/B978-0-444-53878-9.00009-6
4. Miandad R, Rean M, Barakat MA, Aburiazaiza AS, Khan H, Ismail IMI, Dhavamani J, Gardy J, Hassanpour A ja Nizami A-S (2019) Muovijätteen katalyyttinen pyrolyysi: siirtyminen kohti pyrolyysipohjaisia ​​biorifinereja. Energian resurssi. 7 (27). Doi: 10.3389/fenrg.2019.00027
5. Pyrolyysi. (20. maaliskuuta 2021). Sisään Wikipedia.org. Otettu.Wikipedia.org
6. Rojas, a.F., Aranzazu, L.M. (2016). Lämpögravimetrinen analyysi ja eläinlääketieteellisen kiinteän jätteen pyrolyysin kineettinen tutkimus. Tekniikka, 21 (3). 276-289.