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 krute tvari, tekućine i plinovi, a odgovaraju proizvodima poput ugljena ili drvenog ugljena, katrana i konačno dobro poznatim plinovitim produktima ili parama drvenog ugljena. Ovaj proces se može odvijati samostalno u prirodi ili zajedno tijekom izgaranja ili rasplinjavanja.
U ovom članku ćemo vam reći sve što trebate znati o pirolizi, njezinim karakteristikama i važnosti.
Glavne osobine
Piroliza je termokemijski tretman koji Može se primijeniti na bilo koji organski proizvod na bazi ugljika. Materijal je izložen visokim temperaturama, u nedostatku kisika, da se kemijski i fizički razdvoji u različite molekule.
Piroliza je oblik termolize i može se definirati kao toplinska razgradnja kojoj materijal prolazi u odsutnosti 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 rasplinjavanja i izgaranja.
Kada se pojavi u svom ekstremnom obliku, kao talog ostaje samo ugljik, koji se naziva pougljenje. Pirolizom možemo dobiti različite sekundarne proizvode koji su korisni u tehničkom području. Proizvodi pirolize uvijek proizvode krute 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 tekuća faza ekstrahira iz piroliznog plina samo tijekom njegovog hlađenja, dvije struje plina mogu se koristiti zajedno u nekim aplikacijama gdje se vrući sintetski plin dovodi izravno u plamenik 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 događa u prisutnosti vode, poput parnog krekiranja ulja ili toplinske depolimerizacije organskih ostataka u teškim sirovim uljima.
- Vakumska piroliza: Ova vrsta vakuumske pirolize uključuje zagrijavanje organskih materijala u vakuumu kako bi se postigle niže točke vrelišta 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. Ova razgradnja nastaje kao posljedica kidanja veza zbog visoke temperature procesa i oslobađanja plinova zarobljenih u ugljenu.
- Druga faza se zove faza aktivne termičke razgradnje. Temperatura raste tijekom ove faze i molekule ugljika se dublje razgrađuju, stvarajući kondenzabilne ugljikovodike i katran. Ova faza počinje na 360ºC i završava kada dostigne temperaturu od približno 560ºC.
- Završna faza se javlja na temperaturama iznad 600ºC i karakterizira je postupni nestanak vodika i drugih heteroatoma.
Čemu služi piroliza u kuhinji?
Kada smo u kuhinji, moramo imati potrebne alate kako bismo si olakšali život, a za to je idealna vrhunska pećnica. Trenutno postoji niz pećnica s funkcijom samočišćenja, koje se nazivaju peći za pirolizu, čija je glavna funkcija da se mogu sami čistiti.
Ova vrsta peći Imaju sposobnost podizanja temperature do 500°C, razgrađujući 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, anorganska tvar 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 taj se način eliminira uporaba kemijskih proizvoda koji s vremenom mogu štetiti zdravlju.
Prednosti pećnica i važnost za okoliš
Posjedovanje pećnice koja nam omogućuje uštedu vremena i novca, piroliza donosi sljedeće prednosti:
- Bez sumnje, glavna prednost je funkcija samočišćenja.
- Ekološki je jer smanjuje upotrebu kemijskih 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 dosegne temperaturu od 500 °C, vrata pećnice se zaključavaju i pećnica se sama čisti kako bi spriječila nesreće.
- Udobnije su i učinkovitije od tradicionalnih pećnica.
- Može se programirati za pokretanje pirolize u vrijeme kada su troškovi električne energije najniži.
Piroliza je važna jer pomaže u kontroli onečišćenja zraka povezanog sa spaljivanjem.. Također pomaže u smanjenju količine nadolazećeg otpada i stvaranju sterilnog otpada, čime se produžuje vijek trajanja odlagališta i poboljšava kvaliteta odlagališta. Konačno, to je i način pretvaranja dijela otpada u skladišteno i prenosivo gorivo.
Što se tiče pirolize lignina, također sastavnog dijela drva, on proizvodi aromatične spojeve i veći sadržaj ugljika, oko 55% u slučaju celuloze i 20% u slučaju drvnog ulja, 15% ostataka katrana i 10% plina.
U slučaju da je šumska biomasa pirolizirana, njena svojstva imaju vrlo značajan utjecaj na dobiveni proizvod. Na primjer, uloga vlage je smanjiti prinos procesa pougljenja jer je potrebna toplina za isparavanje vode, kao i za stvaranje krhkog ugljika nego kada biomasa ima niži udio vlage. Stoga, preporuča se da udio vlage u biomasi bude blizu 10%. Gustoća početne sirovine također utječe na kvalitetu ugljika koji će nastati pirolizom, a za visokokvalitetni ugljik preporučuju se šumski ostaci.
Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o pirolizi i njezinim karakteristikama.