Piroliza

Wyjaśniamy, czym jest piroliza, proces, krzywa pirolizy, typy, które są i podają kilka przykładów

Co to jest piroliza?

piroliza Jest to rozkład termiczny materiałów o wysokich temperaturach w obojętnej atmosferze. Ten rodzaj atmosfery nie zawiera tlenu i powstaje głównie przez azot, który zapewnia, że ​​rozkład jest spowodowany jedynie ciepłem.

W procesach pirolizy duże i złożone związki organiczne są podzielone na znacznie prostsze i bardziej małe. Niektóre z tych związków odparowują i stają się gazami, inne stają się ciemnymi lepkimi płynami, a znaczna część z nich staje się węglowa.

Obecnie piroliza jest stosowana jako środek do przekształcania różnych rodzajów odpadów i odpadów stałych w paliwa, które można następnie wykorzystać do generowania energii.

Kiedy usmażymy jedzenie, występuje piroliza

Przykład pirolizy Tak dzieje się z jedzeniem podczas smażenia w oleju. Olej pomaga podgrzewać żywność bez ich dotykania, dzięki czemu pozwala na wystąpienie pirolizy. To właśnie wytwarza smak i kolor w smażonej żywności. W rzeczywistości, kiedy mówimy, że coś zostało spalone, to, co się stało.

Proces pirolizy

Piroliza jest złożonym procesem, który obejmuje wiele reakcji chemicznych. Złożoność ta zależy od kilku czynników:

• Zależy to od rodzaju substancji, która jest pirolizowana. Rozkład cukru niż olej nie jest taki sam, ponieważ reakcje będą inne.
• Różne reakcje pirolizy zaczynają się i kończą w różnych temperaturach.
• Zmienia się w zależności od tego, jak szybko substancja jest gorąca.
• Zależy to od tego, czy jest to czysta substancja, czy mieszanka różnych rodzajów substancji.
• To zależy od wilgoci próbki.

Reaktory

Aby przeprowadzić proces pirolizy, konieczne jest użycie reaktora. To nic więcej niż jakiś rodzaj zamkniętego pojemnika (podobnie jak w doniczce), który można ogrzewać bez powietrza.

Może ci służyć: Samario: Charakterystyka, struktura, uzyskiwanie, użycia

Produkty pirolizy

Niezależnie od tego, jak skomplikowana może być, piroliza większości związków organicznych prawie zawsze daje te same rodzaje produktów. Można je pogrupować w następujący sposób:

• Węgiel

Węgiel

Jest to stała reszta pirolizy. Jest to czarna substancja stała, która składa się głównie z różnych form węgla. To pozostaje, gdy jedzenie jest spalane.

• Bioacenite

Bioacenite

Jest to lepka i ciemna, prawie czarna płyn. Zawiera smoła, pęknięcie i inne płynne związki organiczne, takie jak kwasy, estry, alkohole itp.

• Biogaz

Nazywane są gazy występujące podczas pirolizy materiałów, takich jak drewno, papier i inne odpady organiczne Biogaz. Zawiera mieszaninę kilku gazów, w tym tlenku węgla i gazu, którego używamy do gotowania, między innymi.

Krzywa pirolizy

Krzywe pirolizy są graficzne, że chemikalia stosują do badania procesu pirolizy. Z nimi można ustalić, jaka temperatura zaczyna się i kończy pirolizę, jeśli ciepło i inne cechy procesu są wchłaniane lub uwalniane.

Krzywe te są uzyskiwane za pomocą dwóch ważnych technik zwanych termograwimetryczną (ATG) i różnicową kalorymetrią skaningową (CDB), które są uzupełnione chromatografią gazową (CG), jak opisano poniżej:

Analiza termograwimetryczna (ATG)

Ta technika polega na ważeniu substancji podczas podgrzewania, a następnie wykres ciasta w porównaniu z temperaturą.

Kiedy piroliza i związki chemiczne występują w próbce, rozkładają się i odparowują, próbka staje się lżejsza, ponieważ ciasto maleje.

Różnicowa kalorymetria skaningowa (CDB)

Ta technika służy do pomiaru, ile ciepła substancja wchłania lub uwalnia na różnych etapach pirolizy. Jeśli wchłaniasz ciepło, mówi się, że proces jest endotermiczny, A jeśli go wypuszczasz, mówi się, że tak jest egzotermiczny.

Może ci służyć: zastosowania i zastosowania Alceanów

Chromatografia gazowa (CG)

W większości przypadków dwie poprzednie techniki są stosowane wraz z chromatografią gazową. Służy to do oddzielenia i identyfikacji wszystkich produktów od pirolizy.

Rodzaje pirolizy

Piroliza jest klasyfikowana zgodnie z prędkością, z jaką podgrzewane są substancje:

Powolna piroliza lub karbonizacja

Jest to rodzaj pirolizy, który był używany od setek lat do produkcji węgla z drewna. Jest to powolny proces, który może trwać do 48 godzin i jest ogrzewany do około 500 ° C.

Pośrednia lub konwencjonalna piroliza

W takim przypadku ogrzewanie jest szybsze, a piroliza jest przeprowadzana przez 5 do 10 minut. Pośrednia piroliza jest często stosowana do przekształcania odpadów, takich jak trociny, żywność, a nawet odpady ściekowe w paliwa wtórne.

Szybka piroliza

Jest to taki, w którym próbki są szybko podgrzewane do 425-600 ° C w ciągu zaledwie kilku sekund, aby nastąpiła piroliza, a następnie produkty są szybko chłodne. Służy do produkcji jak największej ilości bioacenitu.

Piroliza flash lub bardzo szybka

Jest bardzo podobny do poprzedniego, tylko znacznie szybciej. W mniej niż pół sekundy substancja jest podgrzewana do ponad 1000 ° C, piroliza zachodzi w bardzo krótkim czasie i wytwarzała znacznie więcej bioacerów niż we wszystkich poprzednich przypadkach.

Piroliza próżniowa

Jak sama nazwa wskazuje, odbywa się ona w próżni i trwa od 2 do 30 sekund. Prędkość ogrzewania jest średnia, maksymalna temperatura wynosi zwykle 400 ° C, a jej głównym produktem jest bioacenite.

Może ci służyć: słabe elektrolity: koncepcja, cechy, przykłady

Przykłady reakcji pirolizy

• Piroliza glukozy: Jest również znany jako karmelizacja i występuje w 160 ° C.
• Piroliza celulozy: Zaczyna się od 280 ° C, a kończy powyżej 500 ° C. Początkowo celuloza zostaje odwodniona, a niektóre wiązania są zepsute, a następnie łańcuch cukrów i tworzy mieszaninę spustową.
• Piroliza oleju roślinnego: Oleje roślinne, a także tłuszcze zwierzęce zawierające trójglicerydy, mogą stać się biodieslem poprzez pirolizę.
• Zastosowana piroliza wcierania: Degradacja rozpoczyna się w temperaturze 152 ° C i kończy się na ok. 490 ° C. Wiąże się to z całkowitą utratą 67% oryginalnej masy gumowej.
• Plastikowa piroliza: Jest przeprowadzany w temperaturach od 300 do 900 ° C. Katalizatory są prawie zawsze stosowane do poprawy konwersji polimeru na oleje palne.

Bibliografia

1. Dhyani, v., & Bhaskar, t. (2019). Piroliza biomasy. Biopaliwa: alternatywne surowce i proces konwersji do produkcji biopaliw ciekłych i gazowych, 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). Odpady do bioenergii: przegląd najnowszych technologii konwersji. BMC Energy. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
3. Li, L., Rowbotham, j. S., Christopher Greenwell, H., I Dyer, P. W. (2013). Wprowadzenie do pirolizy i katalitycznej pirolizy: wszechstronne techniki konwersji biomasy. Nowe i przyszłe osiągnięcia w katalizy, 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 i Nizami A-S (2019) Katalityczna piroliza odpadów z tworzywa sztucznego: przejście w kierunku biorfinerii na bazie pirolizy na bazie pirolizy. Res. 7 (27). Doi: 10.3389/fenrg.2019.00027
5. Piroliza. (20 marca 2021). W Wikipedia.org. Pochodzi z.Wikipedia.org
6. Rojas, a.F., Aranzazu, L.M. (2016). Analiza termograwimetryczna i badanie kinetyczne pirolizy odpadów weterynaryjnych. Inżynieria, 21 (3). 276-289.