Werkwijze pyrolyse of pyrolytisch, ook bekend, is een proces waarbij de afbraak van biomassa wordt geproduceerd door de inwerking van warmte zonder dat er zuurstof nodig is, dat wil zeggen dat het plaatsvindt in een volledig droge atmosfeer. De door pyrolyse gevormde producten kunnen vaste stoffen, vloeistoffen en gassen zijn, en komen overeen met producten als steenkool of houtskool, teer en tenslotte de bekende gasvormige producten of houtskooldamp. Dit proces kan alleen in de natuur plaatsvinden of samen tijdens verbranding of vergassing.
In dit artikel gaan we je alles vertellen wat je moet weten over pyrolyse, de kenmerken en het belang ervan.
hoofdkenmerken
Pyrolyse is een thermochemische behandeling die: Het kan worden toegepast op elk organisch product op basis van koolstof. Het materiaal wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, in afwezigheid van zuurstof, om chemisch en fysiek te scheiden in afzonderlijke moleculen.
Pyrolyse is een vorm van thermolyse en kan worden gedefinieerd als de thermische ontleding die een materiaal ondergaat in afwezigheid van zuurstof of een soort reagens. De ontleding die wordt ondergaan kan het gevolg zijn van een vrij complexe reeks chemische reacties en processen van warmte- en massaoverdracht. Het kan ook worden gedefinieerd als de stappen die plaatsvinden vóór vergassing en verbranding.
Wanneer het in zijn extreme vorm voorkomt, alleen koolstof blijft als residu over, wat verkoling wordt genoemd. Door pyrolyse kunnen we verschillende secundaire producten verkrijgen die nuttig zijn op technisch gebied. Pyrolyseproducten produceren altijd vaste gassen zoals koolstof, vloeistoffen en niet-condenseerbare gassen zoals H2, CH4, CnHm, CO, CO2 en N. Omdat de vloeibare fase pas tijdens het afkoelen aan het pyrolysegas wordt onttrokken, zijn de twee gasstromen kunnen samen worden gebruikt in sommige toepassingen waarbij heet syngas rechtstreeks naar de brander of oxidatiekamer wordt geleid.
Soorten pyrolyse
Er zijn twee verschillende soorten pyrolyse, afhankelijk van de fysieke omstandigheden waarin het wordt uitgevoerd:
- Waterige pyrolyse: Deze term wordt gebruikt wanneer het nodig is om te verwijzen naar pyrolyse die plaatsvindt in aanwezigheid van water, zoals stoomkraken van oliën of thermische depolymerisatie van organische resten in zware ruwe oliën.
- Vacuüm Pyrolyse: Dit type vacuümpyrolyse omvat het verwarmen van organische materialen in een vacuüm om lagere kookpunten te bereiken en ongunstige chemische reacties te voorkomen.
Het proces waarbij pyrolyse plaatsvindt, is als volgt verdeeld in drie fasen:
- In de eerste fase is er langzame afbraak met productie van kleine hoeveelheden water, oxiden van koolstof, waterstof en methaan. Deze ontleding vindt plaats als gevolg van het verbreken van bindingen vanwege de hoge temperatuur van het proces en het vrijkomen van gassen die in de steenkool zijn opgesloten.
- De tweede fase heet actieve thermische ontbindingsfase. De temperatuur stijgt tijdens deze fase en de koolstofmoleculen breken dieper af en vormen condenseerbare koolwaterstoffen en teer. Deze fase begint bij 360º C en eindigt wanneer deze een temperatuur van ongeveer 560º C bereikt.
- De laatste fase vindt plaats bij temperaturen boven 600ºC en wordt gekenmerkt door het geleidelijk verdwijnen van waterstof en andere heteroatomen.
Waarvoor wordt pyrolyse in de keuken gebruikt?
Als we in de keuken staan, hebben we het nodige gereedschap nodig om ons leven gemakkelijker te maken, en daarvoor is een ultramoderne oven ideaal. Er is momenteel een reeks ovens met een zelfreinigende functie, pyrolyse-ovens genaamd, waarvan de belangrijkste functie is om zichzelf te kunnen reinigen.
Dit type ovens Ze hebben het vermogen om de temperatuur te verhogen tot 500 ° C, het ontbinden van de voedselresten binnenin, het veranderen in stoom of as, en het elimineren van onaangename geuren na het koken in de oven. Dat wil zeggen, voedselresten zetten door hoge temperaturen organisch materiaal om in koolstofdioxide, dat, eenmaal omgezet in water, verdampt; evenzo verandert anorganisch materiaal in as bij blootstelling aan die temperatuur.
Dit proces kan 1 tot 4 uur duren., afhankelijk van hoe schoon het programma is, maken we aan het eind gewoon de oven schoon met een vochtige doek en verzamelen we de as. Op deze manier wordt het gebruik van chemische producten die op den duur schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid geëlimineerd.
Voordelen in ovens en belang voor het milieu
Met een oven waarmee we tijd en geld kunnen besparen, biedt pyrolyse de volgende voordelen:
- Het belangrijkste voordeel is ongetwijfeld de zelfreinigende functie.
- Het is ecologisch omdat het het gebruik van chemische producten om de oven schoon te maken vermindert.
- Volgens de elektriciteitsprijscalculator van de National Energy Commission zijn de kosten van elektriciteit laag omdat deze slechts 0,39 cent verbruikt.
- Het is gemaakt met materialen van de hoogste kwaliteit om te beschermen! meubels tegen hoge temperaturen.
- Wanneer de oven een temperatuur van 500 °C bereikt, de ovendeur vergrendelt en de oven reinigt zichzelf om ongelukken te voorkomen.
- Ze zijn comfortabeler en efficiënter dan traditionele ovens.
- Het kan worden geprogrammeerd om pyrolyse te starten op momenten dat de elektriciteitskosten het laagst zijn.
Pyrolyse is belangrijk omdat het helpt bij het beheersen van de luchtvervuiling die gepaard gaat met verbranding.. Het helpt ook de hoeveelheid binnenkomend afval en de productie van steriel afval te verminderen, wat de levensduur van de stortplaats verlengt en de kwaliteit van de stortplaats verbetert. Ten slotte is het ook een manier om een deel van het afval om te zetten in bewaarbare en transporteerbare brandstof.
Wat betreft de pyrolyse van lignine, ook een bestanddeel van hout, produceert het aromatische verbindingen en een hoger koolstofgehalte, ongeveer 55% in het geval van cellulose en 20% in het geval van houtolie, 15% teerresidu en 10% gas.
In het geval dat bosbiomassa wordt gepyrolyseerd, hebben de eigenschappen ervan een zeer significant effect op het resulterende product. De rol van vocht is bijvoorbeeld om de opbrengst van het verkolingsproces te verminderen, omdat er warmte nodig is om het water te verdampen en om meer brosse koolstof te produceren dan wanneer de biomassa een lager vochtgehalte heeft. Daarom, het wordt aanbevolen dat het vochtgehalte van de biomassa dicht bij 10% is. De dichtheid van de oorspronkelijke grondstof heeft ook invloed op de kwaliteit van de koolstof die door pyrolyse wordt gevormd, en bosresiduen worden aanbevolen voor hoogwaardige koolstof.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over pyrolyse en de kenmerken ervan.