Pyrolýza

Vysvetľujeme, čo je pyrolýza, proces, pyrolýza, typy, ktoré sú a uvádzajú niekoľko príkladov

Čo je pyrolýza?

Ten pyrolýza Je to tepelný rozklad materiálov vysokých teplôt pod inertnou atmosférou. Tento typ atmosféry neobsahuje kyslík a tvorí sa hlavne dusík, ktorý zaisťuje, že rozklad je spôsobený iba teplom.

V pyrolýzových procesoch sa veľké a komplexné organické zlúčeniny rozdeľujú na oveľa jednoduchšie a malé. Niektoré z týchto zlúčenín sa odparujú a stávajú sa plynmi, iné sa stávajú tmavými viskóznymi tekutkami a veľká časť z nich sa stáva uhlím.

V súčasnosti sa pyrolýza používa ako prostriedok na transformáciu rôznych typov odpadu a tuhého odpadu do palív, ktoré sa potom môžu použiť na výrobu energie.

Keď vyprážame jedlo, dochádza k pyrolýze

Príklad pyrolýzy To sa stane s jedlom, keď ich vyprážam v oleji. Olej pomáha ohrievať jedlo bez toho, aby sa ich dotkla, takže umožňuje pyrolýzu. To vytvára chuť a farbu v vyprážaných potravinách. V skutočnosti, keď hovoríme, že niečo bolo spálené, stalo sa, že pyrolýza ho urobila.

Proces pyrolýzy

Pyrolýza je komplexný proces, ktorý zahŕňa mnoho chemických reakcií. Táto zložitosť je určená niekoľkými faktormi:

• Závisí to od typu látky, ktorá sa pirolizuje. Nie je to isté na rozkladu cukru ako olej, pretože reakcie sa budú líšiť.
• Rôzne reakcie pyrolýzy začínajú a končia pri rôznych teplotách.
• Líši sa podľa toho, ako rýchlo je látka horúca.
• Závisí to od toho, či ide o čistú látku alebo zmes rôznych typov látok.
• Závisí to od vlhkosti vzorky.

Reaktory

Na vykonanie procesu pyrolýzy je potrebné použiť reaktor. Toto nie je nič viac ako nejaký typ uzavretej nádoby (podobne ako tlakový hrniec), ktorý sa dá zahrievať bez vzduchu.

Môže vám slúžiť: Samario: Charakteristiky, štruktúra, získanie, použitie

Pyrolýza

Bez ohľadu na to, ako to môže byť komplikované, pyrolýza väčšiny organických zlúčenín takmer vždy poskytuje rovnaké typy výrobkov. Môžu byť zoskupené takto:

• Uhlie

Uhlie

Je to pevný zvyšok pyrolýzy. Je to čierna pevná látka, ktorá sa skladá hlavne z rôznych foriem uhlíka. To je to, čo zostáva, keď je jedlo spálené.

• Biologický

Biologický

Je to viskózna a tmavá, takmer čierna tekutina. Obsahuje dechtové, zlomové a iné kvapalné organické zlúčeniny, ako sú kyseliny, estery, alkoholy atď.

• Bioplyn

Plyny, ktoré sa vyskytujú počas pyrolýzy materiálov, ako je drevo, papier a iný organický odpad, sa nazývajú Bioplyn. Obsahuje okrem iného zmes niekoľkých plynov vrátane oxidu uhoľnatého a plynu, ktorý používame na varenie.

Pyrolýza

Krivky pyrolýzy sú grafické, že chemikálie používajú na štúdium procesu pyrolýzy. S nimi môžete určiť, akú teplotu začína pyrolýza a končí, ak sa absorbujú alebo uvoľňujú teplo a ďalšie charakteristiky procesu.

Tieto krivky sa získavajú dvoma dôležitými technikami nazývanými termogravimetrický (ATG) a diferenciálna skenovacia kalorimetria (CDB), ktoré sú doplnené plynovou chromatografiou (CG), ako je opísané nižšie:

Termogravimetrická analýza (ATG)

Táto technika spočíva v zvážení látky, ktorá je zahrievaná, a potom grafujte cesto v porovnaní s teplotou.

Keď sa vyskytujú pyrolýza a chemické zlúčeniny vo vzorke, ktorú rozkladajú a odparujú, vzorka sa stáva ľahšou, pretože cesto klesá.

Diferenciálna skenovacia kalorimetria (CDB)

Táto technika sa používa na meranie toho, koľko tepla látka absorbuje alebo uvoľňuje počas rôznych štádií pyrolýzy. Ak absorbujete teplo, hovorí sa, že tento proces je endotermický, A ak ho prepustíte, hovorí sa, že je exotermický.

Môže vám slúžiť: Použitie a aplikácie Alceans

Plynová chromatografia (CG)

Vo väčšine prípadov sa tieto dve predchádzajúce techniky používajú spolu s plynovou chromatografiou. Toto slúži na oddelenie a identifikáciu všetkých produktov od pyrolýzy.

Typy pyrolýzy

Pyrolýza je klasifikovaná podľa rýchlosti, s akou sa látky zahrievajú:

Pomalá pyrolýza alebo karbonizácia

Toto je typ pyrolýzy, ktorá sa používa stovky rokov na výrobu uhlia z dreva. Je to pomalý proces, ktorý môže trvať až 48 hodín a je zahrievaný na približne 500 ° C.

Stredná alebo konvenčná pyrolýza

V tomto prípade je zahrievanie rýchlejšie a pyrolýza sa vykonáva 5 až 10 minút. Stredná pyrolýza sa často používa na premenu odpadu, ako je pilina, jedlo a dokonca odpadový odpad do sekundárnych palív.

Rýchla pyrolýza

Je to jeden, v ktorom sa vzorky rýchlo zahrieva až na 425-600 ° C za pár sekúnd, aby došlo k pyrolýze, a potom sú produkty rýchlo chladné. Používa sa na výrobu čo najviac bioaceitu.

Blesková pyrolýza alebo veľmi rýchlo

Je to veľmi podobné predchádzajúcemu, iba oveľa rýchlejšie. Za menej ako pol sekundy sa látka zahrieva na viac ako 1 000 ° C, pyrolýza, ktorá sa vyskytuje vo veľmi krátkom čase a produkuje oveľa viac biologického zboru ako vo všetkých predchádzajúcich prípadoch.

Vákuová pyrolýza

Ako už názov napovedá, vykonáva sa vo vákuu a trvá medzi 2 a 30 sekundami. Rýchlosť zahrievania je stredná, maximálna teplota je obvykle 400 ° C a jej hlavným produktom je bioaceit.

Môže vám slúžiť: slabé elektrolyty: koncept, charakteristiky, príklady

Príklady pyrolytických reakcií

• Glukózová pyrolýza: Je tiež známa ako karamelizácia a vyskytuje sa pri 160 ° C.
• Pyrolýza celulózy: Začína sa pri 280 ° C a končí nad 500 ° C. Najprv sa celulóza dehydratuje a niektoré väzby sú rozbité, potom sa reťaz cukrovej reťazca rozbije a tvorí spúšťaciu zmes.
• Pyrolýza rastlinného oleja: Rastlinné oleje a tiež živočíšne tuky obsahujúce triglyceridy sa môžu stať bionaftou pyrolýzou.
• Použitá pyrolýza trenia: Degradácia sa začína pri 152 ° C a končí približne. 490 ° C. Zahŕňa celkovú stratu 67% pôvodnej gumovej hmoty.
• Plastová pyrolýza: Vykonáva sa pri teplotách medzi 300 a 900 ° C. Katalyzátory sa takmer vždy používajú na zlepšenie premeny polyméru na horľavé oleje.

Odkazy

1. Dhyani, v., & Bhaskar, T. (2019). Pyrolýza biomasy. Biopalómy: alternatívne suroviny a proces konverzie na výrobu kvapalných a plynných biopalív, 217-244.Doi: 10.1016/B978-0-12-816856-1.00009-9
2. Lee, Sze Ying & Sankran, Revathy & Kit Wayne, Chew & Tan, Chung Hong & K, Rambabu & Show, Pau-Loke. (2019). Odpad na Bioenergy: Preskúmanie nedávnych konverzných technológií. BMC Energy. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
3. Li, L., Rowbotham, J. Siež., Christopher Greenwell, h., & Dyer, P. W. (2013). Úvod do pyrolýzy a katalytickej pyrolýzy: univerzálne techniky pre konverziu biomasy. Nový a budúci vývoj v katalýze, 173-208.Doi: 10.1016/B978-0-444-53878-9.00009-6
4. Miandad R, Rean M, Barakat MA, Aburiazaiza AS, Khan H, Ismail IMI, Dhavamani J, Gardy J, Hassanpour A a Nizami A-S (2019). Energia. 7 (27). Doi: 10.3389/fenrg.2019.00027
5. Pyrolýza. (20. marca 2021). V Wikipedia.orgán. Prevzatý.Wikipedia.orgán
6. Rojas, a.F., Aranzazu, L.M. (2016). Termogravimetrická analýza a kinetická štúdia pyrolýzy veterinárneho tuhého odpadu. Inžinierstvo, 21 (3). 276-289.