Proces piroliza ili pirolitički, također poznat, je proces u kojem se razgradnja biomase proizvodi djelovanjem topline bez potrebe za kisikom, odnosno odvija se u potpuno suhoj atmosferi. Proizvodi koji nastaju kao rezultat pirolize mogu biti čvrste tvari, tekućine i plinovi, a odgovaraju proizvodima kao što su ugalj ili drveni ugalj, katran i na kraju dobro poznati plinoviti produkti ili para drvenog uglja. Ovaj proces se može odvijati samostalno u prirodi ili zajedno tokom sagorevanja ili gasifikacije.
U ovom članku ćemo vam reći sve što trebate znati o pirolizi, njenim karakteristikama i značaju.
Glavne karakteristike
Piroliza je termohemijski tretman koji Može se primijeniti na bilo koji organski proizvod na bazi ugljika. Materijal je izložen visokim temperaturama, u nedostatku kiseonika, da se hemijski i fizički razdvoji na različite molekule.
Piroliza je oblik termolize i može se definirati kao termička razgradnja kojoj materijal prolazi u odsustvu kisika ili neke vrste reagensa. Razgradnja može biti rezultat prilično složenog niza kemijskih reakcija i procesa prijenosa topline i mase. Također se može definirati kao koraci koji se odvijaju prije gasifikacije i sagorijevanja.
Kada se pojavi u svom ekstremnom obliku, kao ostatak ostaje samo ugljenik, koji se naziva ugljenisanje. Pirolizom možemo dobiti različite sekundarne proizvode koji su korisni u tehničkom području. Proizvodi pirolize uvijek proizvode čvrste plinove kao što su ugljik, tekućine i plinove koji se ne mogu kondenzirati kao što su H2, CH4, CnHm, CO, CO2 i N. Budući da se tečna faza ekstrahuje iz piroliznog plina samo tokom njegovog hlađenja, dvije struje plina mogu se koristiti zajedno u nekim aplikacijama gdje se vrući sintetski plin dovodi direktno u gorionik ili oksidacijsku komoru.
Vrste pirolize
Postoje dvije različite vrste pirolize ovisno o fizičkim uvjetima u kojima se provodi:
- Vodena piroliza: Ovaj izraz se koristi kada je potrebno označiti pirolizu koja se javlja u prisustvu vode, kao što je krekiranje ulja parom ili termička depolimerizacija organskih ostataka u teškim sirovim naftama.
- Vakumska piroliza: Ova vrsta vakuumske pirolize uključuje zagrijavanje organskih materijala u vakuumu kako bi se postigle niže točke ključanja i izbjegle nepovoljne kemijske reakcije.
Proces kojim se javlja piroliza podijeljen je u tri faze, kako slijedi:
- U prvoj fazi postoji sporo raspadanje uz proizvodnju malih količina vode, oksidi ugljika, vodika i metana. Ovo raspadanje nastaje kao rezultat raskidanja veza zbog visoke temperature procesa i oslobađanja plinova zarobljenih u uglju.
- Druga faza se zove faza aktivne termičke razgradnje. Temperatura raste tokom ove faze i molekuli ugljika se dublje razgrađuju, formirajući kondenzabilne ugljovodonike i katrane. Ova faza počinje na 360ºC i završava se kada dostigne temperaturu od približno 560ºC.
- Završna faza se javlja na temperaturama iznad 600ºC i karakteriše je postepeni nestanak vodonika i drugih heteroatoma.
Za šta se koristi piroliza u kuhinji?
Kada smo u kuhinji, moramo imati potrebne alate da nam olakšamo život, a za to je idealna vrhunska pećnica. Trenutno postoji niz pećnica sa funkcijom samočišćenja, koje se nazivaju peći za pirolizu, čija je glavna funkcija da se sami čiste.
Ova vrsta peći Imaju sposobnost podizanja temperature do 500°C, razgrađuju ostatke hrane iznutra, pretvarajući ih u paru ili pepeo, a također uklanjaju neugodne mirise nakon kuhanja u pećnici. Odnosno, ostaci hrane zbog visokih temperatura pretvaraju organsku tvar u ugljični dioksid, koji, nakon što se pretvori u vodu, isparava; isto tako, neorganska materija se pretvara u pepeo kada je izložena toj temperaturi.
Ovaj proces može trajati od 1 do 4 sata., ovisno o tome koliko je program čist, na kraju jednostavno očistimo pećnicu vlažnom krpom i pokupimo pepeo. Na ovaj način se eliminiše upotreba hemijskih proizvoda koji vremenom mogu biti štetni po zdravlje.
Prednosti pećnica i značaj za okoliš
Posjedovanje pećnice koja nam omogućava da uštedimo vrijeme i novac, piroliza donosi sljedeće prednosti:
- Bez sumnje, glavna prednost je funkcija samočišćenja.
- Ekološki je jer smanjuje upotrebu hemijskih proizvoda za čišćenje pećnice.
- Prema kalkulatoru cijene električne energije Nacionalne energetske komisije, cijena struje je niska jer troši samo 0,39 centi.
- Izrađen je od najkvalitetnijih materijala za zaštitu namještaj od visokih temperatura.
- Kada peć dostigne temperaturu od 500 °C, vrata pećnice se zaključavaju i pećnica se sama čisti kako bi spriječila nezgode.
- Udobnije su i efikasnije od tradicionalnih pećnica.
- Može se programirati da pokrene pirolizu u trenucima kada su troškovi električne energije najniži.
Piroliza je važna jer pomaže u kontroli zagađenja zraka povezanog sa spaljivanjem.. Također pomaže u smanjenju količine pristiglog otpada i stvaranju sterilnog otpada, što produžava vijek trajanja deponije i poboljšava kvalitet deponije. Konačno, to je i način pretvaranja dijela otpada u skladišteno i prenosivo gorivo.
Što se tiče pirolize lignina, koji je također sastavni dio drveta, proizvodi aromatična jedinjenja i veći sadržaj ugljika, oko 55% u slučaju celuloze i 20% u slučaju drvnog ulja, 15% ostataka katrana i 10% gasa.
U slučaju da se šumska biomasa pirolizira, njena svojstva imaju vrlo značajan utjecaj na nastali proizvod. Na primjer, uloga vlage je da smanji prinos procesa ugljenisanja jer je potrebna toplina za isparavanje vode, kao i za stvaranje krhkog ugljika nego kada biomasa ima niži sadržaj vlage. stoga, preporučuje se da sadržaj vlage u biomasi bude blizu 10%. Gustoća početne sirovine također utječe na kvalitetu ugljika koji će nastati pirolizom, a šumski ostaci se preporučuju za visokokvalitetni ugljik.
Nadam se da ćete uz ove informacije saznati više o pirolizi i njenim karakteristikama.