Quá trình nhiệt phân hay nhiệt phân, còn được gọi là quá trình phân hủy sinh khối được tạo ra bởi tác động của nhiệt mà không cần oxy, tức là nó diễn ra trong một bầu không khí hoàn toàn khô. Các sản phẩm được tạo thành do quá trình nhiệt phân có thể là chất rắn, chất lỏng và chất khí, và tương ứng với các sản phẩm như than đá hoặc than củi, hắc ín và cuối cùng là các sản phẩm ở dạng khí hoặc hơi than. Quá trình này có thể xảy ra đơn lẻ trong tự nhiên hoặc cùng nhau trong quá trình đốt cháy hoặc khí hóa.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về quá trình nhiệt phân, đặc điểm và tầm quan trọng của nó.
Các tính năng chính
Nhiệt phân là một phương pháp xử lý nhiệt hóa Nó có thể được áp dụng cho bất kỳ sản phẩm hữu cơ dựa trên cacbon nào. Vật liệu được tiếp xúc với nhiệt độ cao, trong điều kiện không có oxy, để phân tách về mặt hóa học và vật lý thành các phân tử riêng biệt.
Nhiệt phân là một dạng nhiệt phân và có thể được định nghĩa là sự phân hủy nhiệt mà vật liệu trải qua trong điều kiện không có oxy hoặc một số loại thuốc thử. Quá trình phân hủy diễn ra có thể là kết quả của một loạt các phản ứng hóa học khá phức tạp và các quá trình truyền nhiệt và khối lượng. Nó cũng có thể được định nghĩa là các bước diễn ra trước khi khí hóa và đốt cháy.
Khi nó xảy ra ở dạng cực đoan, chỉ cacbon còn lại dưới dạng cặn, được gọi là quá trình than hóa. Thông qua quá trình nhiệt phân, chúng tôi có thể thu được các sản phẩm thứ cấp khác nhau có ích trong lĩnh vực kỹ thuật. Sản phẩm nhiệt phân luôn tạo ra các khí rắn như cacbon, chất lỏng và các khí không ngưng tụ như H2, CH4, CnHm, CO, CO2 và N. Vì pha lỏng chỉ tách ra khỏi khí nhiệt phân trong quá trình làm lạnh của nó nên hai dòng khí có thể được sử dụng cùng nhau trong một số ứng dụng khi khí tổng hợp nóng được cung cấp trực tiếp đến đầu đốt hoặc buồng oxy hóa.
Các loại nhiệt phân
Có hai loại nhiệt phân khác nhau tùy thuộc vào điều kiện vật lý mà nó được thực hiện:
- Nhiệt phân dung dịch nước: Thuật ngữ này được sử dụng khi cần đề cập đến quá trình nhiệt phân xảy ra khi có nước, chẳng hạn như quá trình nứt dầu bằng hơi nước hoặc quá trình khử nhiệt phân các cặn hữu cơ trong dầu thô nặng.
- Nhiệt phân chân không: Loại nhiệt phân chân không này bao gồm việc đốt nóng các vật liệu hữu cơ trong chân không để đạt được nhiệt độ sôi thấp hơn và tránh các phản ứng hóa học bất lợi.
Quá trình nhiệt phân xảy ra được chia thành ba giai đoạn, như sau:
- Trong giai đoạn đầu tiên có phân hủy chậm với việc tạo ra một lượng nhỏ nước, oxit của cacbon, hiđro và metan. Sự phân hủy này xảy ra do sự phá vỡ các liên kết do nhiệt độ cao của quá trình và giải phóng các khí bị mắc kẹt trong than.
- Giai đoạn thứ hai được gọi là giai đoạn phân hủy nhiệt hoạt động. Nhiệt độ tăng lên trong giai đoạn này và các phân tử cacbon bị phân hủy sâu hơn, tạo thành các chất và hydrocacbon có thể ngưng tụ. Giai đoạn này bắt đầu ở 360º C và kết thúc khi nó đạt đến nhiệt độ xấp xỉ 560º C.
- Giai đoạn cuối xảy ra ở nhiệt độ trên 600ºC và được đặc trưng bởi sự biến mất dần dần của hydro và các dị nguyên tử khác.
Nhiệt phân được sử dụng để làm gì trong nhà bếp?
Khi vào bếp, chúng ta cần có những dụng cụ cần thiết để cuộc sống của chúng ta trở nên dễ dàng hơn, và sở hữu một chiếc lò nướng hiện đại là lý tưởng cho điều đó. Hiện tại có một loạt các loại lò nướng có chức năng tự làm sạch, được gọi là lò nướng nhiệt phân, chức năng chính là có thể tự làm sạch.
Loại lò này Chúng có khả năng tăng nhiệt độ lên đến 500 ° C, phân hủy các thức ăn còn sót lại bên trong, biến chúng thành hơi nước hoặc tro, đồng thời khử mùi hôi khó chịu sau khi nấu bên trong lò. Đó là, thức ăn còn lại, do nhiệt độ cao, chuyển hóa chất hữu cơ thành khí cacbonic, một khi chuyển hóa thành nước sẽ bay hơi; tương tự như vậy, chất vô cơ biến thành tro khi tiếp xúc với nhiệt độ đó.
Quá trình này có thể mất từ 1 đến 4 giờ., tùy thuộc vào mức độ sạch của chương trình, cuối cùng chúng tôi chỉ cần lau sạch lò bằng khăn ẩm và thu thập tro. Bằng cách này, việc sử dụng các sản phẩm hóa học có thể gây hại cho sức khỏe theo thời gian sẽ bị loại bỏ.
Lợi ích của lò nướng và tầm quan trọng đối với môi trường
Có một lò nướng cho phép chúng ta tiết kiệm thời gian và tiền bạc, thực hiện nhiệt phân mang lại những lợi ích sau:
- Không nghi ngờ gì nữa, lợi ích chính là chức năng tự làm sạch.
- Nó là sinh thái vì nó làm giảm việc sử dụng các sản phẩm hóa học để làm sạch lò.
- Theo công cụ tính giá điện của Ủy ban Năng lượng Quốc gia, chi phí điện thấp vì chỉ tiêu thụ 0,39 xu.
- Nó được làm bằng vật liệu chất lượng cao nhất để bảo vệ đồ đạc từ nhiệt độ cao.
- Khi lò đạt nhiệt độ 500 ° C, khóa cửa lò và lò tự vệ sinh để tránh tai nạn.
- Chúng thoải mái và hiệu quả hơn so với lò nướng truyền thống.
- Nó có thể được lập trình để bắt đầu nhiệt phân vào những thời điểm mà chi phí điện năng thấp nhất.
Quá trình nhiệt phân rất quan trọng vì nó giúp kiểm soát ô nhiễm không khí liên quan đến việc đốt rác.. Nó cũng giúp giảm lượng rác thải đầu vào và phát sinh rác thải vô trùng, giúp kéo dài tuổi thọ của bãi chôn lấp và cải thiện chất lượng của bãi chôn lấp. Cuối cùng, nó cũng là một cách để chuyển một phần chất thải thành nhiên liệu có thể lưu trữ và vận chuyển.
Về quá trình nhiệt phân lignin, cũng là một thành phần của gỗ, nó tạo ra các hợp chất thơm và hàm lượng cacbon cao hơn, khoảng 55% đối với xenlulo và 20% đối với dầu gỗ, 15% cặn hắc ín và 10% khí đốt.
Trong trường hợp sinh khối rừng bị nhiệt phân, các đặc tính của nó có ảnh hưởng rất đáng kể đến sản phẩm thu được. Ví dụ, vai trò của độ ẩm là làm giảm năng suất của quá trình than hóa vì nhiệt cần thiết để làm bay hơi nước cũng như tạo ra cacbon giòn hơn so với khi sinh khối có độ ẩm thấp hơn. Vì vậy, khuyến nghị rằng độ ẩm của sinh khối là gần 10%. Mật độ của nguồn nguyên liệu ban đầu cũng ảnh hưởng đến chất lượng của cacbon sẽ được tạo thành bằng quá trình nhiệt phân, và các tàn dư rừng được khuyến nghị cho cacbon chất lượng cao.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về quá trình nhiệt phân và các đặc điểm của nó.