のプロセス 熱分解 または熱分解（別名、熱分解）は、酸素を必要とせずに熱の作用によってバイオマスの分解が生成されるプロセスです。つまり、完全に乾燥した雰囲気で行われます。 熱分解の結果として形成される生成物は、固体、液体、および気体であり得、石炭または木炭、タール、そして最後によく知られている気体生成物または木炭蒸気などの生成物に対応する。 このプロセスは、自然界で単独で発生することも、燃焼またはガス化中に一緒に発生することもあります。
この記事では、熱分解、その特性、および重要性について知っておく必要のあるすべてのことを説明します。
主要な機能
熱分解は熱化学処理であり、 あらゆる炭素ベースの有機製品に適用できます。 材料は、酸素がない状態で高温にさらされ、化学的および物理的に別個の分子に分離します。
熱分解は熱分解の一形態であり、酸素またはある種の試薬がない状態で材料が受ける熱分解として定義できます。 受けた分解は、かなり複雑な一連の化学反応と熱および物質移動プロセスから生じる可能性があります。 また、ガス化と燃焼の前に行われるステップとして定義することもできます。
それが極端な形で発生するとき、 炭化と呼ばれる残留物として残るのは炭素だけです。 熱分解により、技術分野で役立つさまざまな二次製品を得ることができます。 熱分解生成物は、常に炭素などの固体ガス、液体、およびH2、CH4、CnHm、CO、CO2、Nなどの非凝縮性ガスを生成します。液相は冷却中に熱分解ガスからのみ抽出されるため、XNUMXつのガス流が発生します。高温の合成ガスがバーナーまたは酸化チャンバーに直接供給される一部のアプリケーションで一緒に使用できます。
熱分解の種類
熱分解は、それが実行される物理的条件に応じてXNUMXつの異なるタイプがあります。
- 水性熱分解： この用語は、油の蒸気分解や重質原油中の有機残留物の熱解重合など、水の存在下で発生する熱分解を指す必要がある場合に使用されます。
- 真空熱分解： このタイプの真空熱分解では、有機材料を真空中で加熱して、より低い沸点を達成し、好ましくない化学反応を回避します。
熱分解が発生するプロセスは、次のXNUMXつの段階に分けられます。
- 最初の段階では 少量の水の生成を伴うゆっくりとした分解、 炭素、水素、メタンの酸化物。 この分解は、プロセスの高温による結合の切断と石炭に閉じ込められたガスの放出の結果として発生します。
- 第二段階は呼ばれます アクティブな熱分解段階。 この段階で温度が上昇し、炭素分子がより深く分解して、凝縮性の炭化水素とタールを形成します。 このフェーズは360ºCで始まり、約560ºCの温度に達したときに終了します。
- 最終段階は600ºCを超える温度で発生し、水素やその他のヘテロ原子が徐々に消失することを特徴としています。
キッチンで熱分解は何に使われますか？
私たちが台所にいるとき、私たちは私たちの生活を楽にするために必要な道具を持っている必要があります、そして最先端のオーブンを持つことはそのために理想的です。 現在、熱分解オーブンと呼ばれるセルフクリーニング機能を備えた一連のオーブンがあり、その主な機能は自分自身をクリーニングできるようにすることです。
このタイプのオーブン 彼らは500°Cまで温度を上げる能力を持っています、 食品の残骸を分解して蒸気や灰にし、オーブンで調理した後の不快な臭いを取り除きます。 つまり、食品は高温のために残っており、有機物を二酸化炭素に変換します。二酸化炭素は、水に変換されると蒸発します。 同様に、無機物はその温度にさらされると灰に変わります。
このプロセスには1〜4時間かかる場合があります。、プログラムのクリーン度にもよりますが、最後に湿らせた布でオーブンをクリーニングし、灰を集めます。 このようにして、時間の経過とともに健康に害を及ぼす可能性のある化学製品の使用が排除されます。
オーブンの利点と環境の重要性
時間とお金を節約できるオーブンがあるので、熱分解を行うと次のような利点があります。
- 間違いなく、主な利点はセルフクリーニング機能です。
- オーブンを掃除するための化学製品の使用を減らすので、それは生態学的です。
- 国家エネルギー委員会の電気料金計算機によると、消費電力はわずか0,39セントであるため、電気料金は安い。
- それは保護するために最高品質の素材で作られています 高温からの家具。
- 炉の温度が500°Cに達したとき、オーブンのドアがロックされ、オーブンは事故を防ぐために自動的に掃除されます。
- 従来のオーブンよりも快適で効率的です。
- 電気代が最も安いときに熱分解を開始するようにプログラムすることができます。
熱分解は、焼却に伴う大気汚染の抑制に役立つため、重要です。。 また、流入する廃棄物の量を減らし、無菌廃棄物の生成を減らし、埋め立て地の寿命を延ばし、埋め立て地の品質を向上させます。 最後に、それは廃棄物の一部を貯蔵可能で輸送可能な燃料に変換する方法でもあります。
木材の成分でもあるリグニンの熱分解に関しては、芳香族化合物とより高い炭素含有量を生成します。 セルロースの場合は約55％、木油の場合は20％、 15％のタール残留物と10％のガス。
森林バイオマスが熱分解された場合、その特性は結果として生じる製品に非常に大きな影響を及ぼします。 たとえば、水分の役割は、バイオマスの水分含有量が少ない場合よりも水分を蒸発させるだけでなく、より脆い炭素を生成するために熱が必要になるため、炭化プロセスの収量を減らすことです。 したがって、 バイオマスの含水率は10％に近いことが推奨されます。 初期原料の密度も熱分解によって形成される炭素の品質に影響を与えるため、高品質の炭素には森林残渣が推奨されます。
この情報で、熱分解とその特性についてもっと学ぶことができることを願っています。