Süreci piroliz veya pirolitik, ayrıca bilinen, biyokütlenin bozunmasının oksijene ihtiyaç duymadan ısı etkisiyle üretildiği, yani tamamen kuru bir atmosferde gerçekleştiği bir işlemdir. Piroliz sonucunda oluşan ürünler katı, sıvı ve gaz olabilir ve kömür veya odun kömürü, katran ve son olarak iyi bilinen gazlı ürünler veya odun kömürü buharı gibi ürünlere karşılık gelir. Bu süreç, doğada tek başına veya yanma veya gazlaştırma sırasında birlikte gerçekleşebilir.
Bu yazıda size piroliz, özellikleri ve önemi hakkında bilmeniz gereken her şeyi anlatacağız.
temel özellikleri
Piroliz, termokimyasal bir işlemdir. Herhangi bir karbon bazlı organik ürüne uygulanabilir. Malzeme, oksijenin yokluğunda, kimyasal ve fiziksel olarak farklı moleküllere ayrılmak için yüksek sıcaklıklara maruz bırakılır.
Piroliz, bir termoliz şeklidir ve bir malzemenin oksijen veya bir tür reaktif yokluğunda maruz kaldığı termal bozunma olarak tanımlanabilir. Geçirilen ayrışma, oldukça karmaşık bir dizi kimyasal reaksiyondan ve ısı ve kütle transfer işlemlerinden kaynaklanabilir. Gazlaştırma ve yanma öncesi gerçekleşen adımlar olarak da tanımlanabilir.
Aşırı formunda meydana geldiğinde, kalıntı olarak sadece karbon kalır, buna kömürleşme denir. Piroliz yoluyla teknik alanda faydalı olan farklı ikincil ürünler elde edebiliriz. Piroliz ürünleri her zaman karbon gibi katı gazlar, sıvılar ve H2, CH4, CnHm, CO, CO2 ve N gibi yoğuşmayan gazlar üretir. Sıvı faz sadece soğutma sırasında piroliz gazından ekstrakte edildiğinden, iki gaz akımı sıcak sentez gazının doğrudan brülöre veya oksidasyon odasına verildiği bazı uygulamalarda birlikte kullanılabilir.
piroliz türleri
Gerçekleştirildiği fiziksel koşullara bağlı olarak iki farklı piroliz türü vardır:
- Sulu piroliz: Bu terim, yağların buharla parçalanması veya ağır ham petrollerdeki organik kalıntıların termal depolimerizasyonu gibi suyun mevcudiyetinde meydana gelen pirolize atıfta bulunmak gerektiğinde kullanılır.
- Vakum Pirolizi: Bu tip vakum pirolizi, daha düşük kaynama noktaları elde etmek ve olumsuz kimyasal reaksiyonları önlemek için organik malzemeleri bir vakumda ısıtmayı içerir.
Pirolizin gerçekleştiği süreç aşağıdaki gibi üç aşamaya ayrılır:
- İlk aşamada var az miktarda su üretimi ile yavaş ayrışma, karbon, hidrojen ve metan oksitleri. Bu ayrışma, işlemin yüksek sıcaklığından dolayı bağların kopması ve kömürde sıkışan gazların salınması sonucunda meydana gelir.
- İkinci aşama denir aktif termal ayrışma aşaması. Bu aşamada sıcaklık yükselir ve karbon molekülleri daha derinden parçalanarak yoğunlaşabilir hidrokarbonlar ve katranlar oluşturur. Bu aşama 360ºC'de başlar ve yaklaşık 560ºC'ye ulaştığında biter.
- Son aşama 600ºC'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir ve hidrojen ve diğer heteroatomların kademeli olarak kaybolması ile karakterize edilir.
Mutfakta piroliz ne için kullanılır?
Mutfağa girdiğimizde hayatımızı kolaylaştıracak gerekli araçlara sahip olmamız gerekiyor ve bunun için son teknoloji bir fırına sahip olmak ideal. Şu anda, piroliz fırınları adı verilen ve ana işlevi kendilerini temizleyebilmek olan kendi kendini temizleme işlevine sahip bir dizi fırın bulunmaktadır.
Bu tip fırınlar Sıcaklığı 500 °C'ye kadar yükseltme özelliğine sahiptirler, içindeki yemek artıklarını ayrıştırarak buhar veya küle dönüştürmek ve ayrıca fırında piştikten sonra kötü kokuları ortadan kaldırmak. Diğer bir deyişle, yüksek sıcaklıklar nedeniyle gıda kalıntıları, organik maddeyi, suya dönüştürüldüğünde buharlaşan karbon dioksite dönüştürür; aynı şekilde inorganik madde de bu sıcaklığa maruz kaldığında küle dönüşür.
Bu işlem 1 ila 4 saat arasında sürebilir., programın ne kadar temiz olduğuna bağlı olarak en sonunda sadece nemli bir bezle fırını temizliyoruz ve külleri topluyoruz. Bu sayede zamanla sağlığa zararlı olabilecek kimyasal ürünlerin kullanımı ortadan kalkar.
Fırınlarda faydaları ve çevresel önemi
Zamandan ve paradan tasarruf etmemizi sağlayan bir fırına sahip olmak, piroliz yapmak aşağıdaki faydaları sağlar:
- Kuşkusuz, ana fayda kendi kendini temizleme işlevidir.
- Fırını temizlemek için kimyasal ürün kullanımını azalttığı için ekolojiktir.
- Ulusal Enerji Komisyonu'nun elektrik fiyat hesaplayıcısına göre elektriğin maliyeti sadece 0,39 sent tükettiği için düşük.
- Korumak için en kaliteli malzemelerden yapılmıştır yüksek sıcaklıklardan mobilya.
- Fırın 500 °C sıcaklığa ulaştığında, kazaları önlemek için fırın kapağı kilitlenir ve fırın kendi kendini temizler.
- Geleneksel fırınlardan daha rahat ve verimlidirler.
- Elektrik maliyetlerinin en düşük olduğu zamanlarda pirolizi başlatmak üzere programlanabilir.
Piroliz önemlidir çünkü yakma ile ilişkili hava kirliliğini kontrol etmeye yardımcı olur.. Ayrıca, gelen atık miktarını ve depolama sahasının ömrünü uzatan ve depolama sahasının kalitesini iyileştiren steril atık oluşumunu azaltmaya yardımcı olur. Son olarak, atığın bir kısmını depolanabilir ve taşınabilir yakıta dönüştürmenin bir yoludur.
Aynı zamanda ahşabın bir bileşeni olan ligninin pirolizi ile ilgili olarak, aromatik bileşikler ve daha yüksek karbon içeriği üretir, selüloz durumunda yaklaşık %55 ve odun yağı durumunda %20, %15 katran kalıntısı ve %10 gaz.
Orman biyokütlesinin pirolize olması durumunda, özellikleri ortaya çıkan ürün üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Örneğin, nemin rolü, kömürleşme sürecinin verimini azaltmaktır, çünkü suyu buharlaştırmak ve ayrıca biyokütlenin daha düşük nem içeriğine sahip olduğu duruma göre daha fazla kırılgan karbon üretmek için ısı gereklidir. Öyleyse, biyokütlenin nem içeriğinin %10'a yakın olması tavsiye edilir.. Başlangıç hammaddesinin yoğunluğu da piroliz ile oluşacak karbonun kalitesini etkiler ve yüksek kaliteli karbon için orman kalıntıları tavsiye edilir.
Umarım bu bilgilerle piroliz ve özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.