Kimia

Pyrolysis

Pyrolysis

Kami menerangkan pirolisis apa, proses, lengkung pirolisis, jenis yang ada dan memberikan beberapa contoh

Apakah pirolisis?

The Pyrolysis Ia adalah penguraian terma bahan suhu tinggi di bawah suasana lengai. Atmosfera jenis ini tidak mengandungi oksigen, dan dibentuk terutamanya oleh nitrogen, yang memastikan penguraian hanya disebabkan oleh haba.

Dalam proses pirolisis, sebatian organik yang besar dan kompleks dipecah menjadi lebih mudah dan lebih kecil. Sebahagian daripada sebatian ini menguap dan menjadi gas, yang lain menjadi cecair likat gelap, dan bahagian yang baik dari mereka menjadi arang batu.

Pada masa ini, pirolisis digunakan sebagai cara untuk mengubah pelbagai jenis sisa dan sisa pepejal menjadi bahan api yang kemudiannya boleh digunakan untuk menjana tenaga.

Apabila kita menggoreng makanan, pirolisis berlaku

Contoh pirolisis Inilah yang berlaku pada makanan ketika menggorengnya dalam minyak. Minyak membantu memanaskan makanan tanpa menyentuhnya, jadi ia membolehkan pirolisis berlaku. Inilah yang menghasilkan rasa dan warna dalam makanan goreng. Sebenarnya, apabila kita mengatakan bahawa sesuatu telah dibakar, apa yang berlaku ialah pirolisis menjadikannya arang batu.

Proses pirolisis

Pyrolysis adalah proses yang kompleks yang melibatkan banyak reaksi kimia. Kerumitan ini ditentukan oleh beberapa faktor:

  • Ia bergantung pada jenis bahan yang sedang dicirikan. Ia tidak sama dengan mengurai gula daripada minyak, kerana reaksi akan berbeza.
  • Reaksi pirolisis yang berbeza bermula dan berakhir pada suhu yang berbeza.
  • Bervariasi mengikut seberapa cepat bahannya panas.
  • Ia bergantung kepada sama ada ia adalah bahan tulen atau campuran pelbagai jenis bahan.
  • Ia bergantung pada kelembapan sampel.

Reaktor

Untuk melaksanakan proses pirolisis, perlu menggunakan reaktor. Ini tidak lebih daripada beberapa jenis bekas tertutup (serupa dengan periuk tekanan) yang boleh dipanaskan tanpa udara.

Boleh melayani anda: Samario: ciri, struktur, mendapatkan, menggunakan

Produk Pyrolysis

Tidak kira betapa rumitnya, pirolisis sebatian organik yang paling hampir selalu memberikan jenis produk yang sama. Ini boleh dikumpulkan seperti berikut:

  • Arang

Arang

Ia adalah sisa pirolisis pepejal. Ia adalah pepejal hitam yang terdiri daripada pelbagai bentuk karbon. Inilah yang kekal ketika makanan dibakar.

  • Bioaceite

Bioaceite

Ia adalah cecair likat dan gelap, hampir hitam. Ia mengandungi tar, pecah dan sebatian organik cecair lain seperti asid, ester, alkohol, dll.

  • Biogas

Gas yang berlaku semasa pirolisis bahan seperti kayu, kertas dan sisa organik lain dipanggil Biogas. Ini mengandungi campuran beberapa gas termasuk karbon monoksida dan gas yang kami gunakan untuk memasak, antara lain.

Lengkung pirolisis

Lengkung pirolisis adalah grafik yang digunakan oleh bahan kimia untuk mengkaji proses pirolisis. Dengan mereka, anda boleh menentukan pada suhu pirolisis bermula dan berakhir, jika haba dan ciri -ciri lain proses diserap atau dibebaskan.

Lengkung ini diperoleh melalui dua teknik penting yang dipanggil termogravimetrik (ATG) dan kalorimetri pengimbasan pembezaan (CDB), yang dilengkapi dengan kromatografi gas (CG), seperti yang diterangkan di bawah:

Analisis Thermogravimetric (ATG)

Teknik ini terdiri daripada menimbang bahan kerana ia dipanaskan, dan kemudian graf doh berbanding suhu.

Apabila pirolisis dan sebatian kimia berlaku dalam sampel mereka mengurai dan menguap, sampel menjadi lebih ringan, kerana doh berkurangan.

Kalorimetri Pengimbasan Berbeza (CDB)

Teknik ini digunakan untuk mengukur berapa banyak bahan yang menyerap atau melepaskan bahan semasa peringkat pirolisis yang berlainan. Sekiranya anda menyerap haba, dikatakan bahawa prosesnya adalah endothermic, Dan jika anda melepaskannya, dikatakan bahawa ia adalah exothermic.

Boleh melayani anda: kegunaan dan aplikasi alceans

Kromatografi Gas (CG)

Dalam kebanyakan kes, dua teknik terdahulu digunakan bersama dengan kromatografi gas. Ini berfungsi untuk memisahkan dan mengenal pasti semua produk dari pirolisis.

Jenis pirolisis

Pyrolysis diklasifikasikan mengikut kelajuan dengan bahan yang dipanaskan:

Pirolisis perlahan atau karbonisasi

Ini adalah jenis pirolisis yang telah digunakan selama beratus -ratus tahun untuk menghasilkan arang batu dari kayu. Ia adalah proses perlahan yang boleh bertahan sehingga 48 jam dan dipanaskan hingga sekitar 500 ° C.

Pirolisis pertengahan atau konvensional

Dalam kes ini, pemanasan lebih cepat dan pirolisis dijalankan selama 5 hingga 10 minit. Pyrolysis pertengahan sering digunakan untuk menukar sisa seperti habuk papan, makanan dan juga sisa kumbahan ke dalam bahan bakar sekunder.

Pyrolysis cepat

Ia adalah satu di mana sampel dengan cepat dipanaskan sehingga 425-600 ° C hanya dalam beberapa saat sehingga pirolisis terjadi, dan kemudian produknya cepat sejuk. Ia digunakan untuk menghasilkan sebanyak mungkin bioasite.

Pirolisis kilat atau sangat pantas

Ia sangat serupa dengan yang sebelumnya, hanya lebih cepat. Dalam masa kurang dari setengah saat, bahan itu dipanaskan hingga lebih dari 1000 ° C, pirolisis yang berlaku dalam masa yang sangat singkat dan menghasilkan lebih banyak bioacite daripada semua kes sebelumnya.

Pyrolysis vakum

Seperti namanya, ia dijalankan dalam vakum dan berlangsung antara 2 dan 30 saat. Kelajuan pemanasan adalah sederhana, suhu maksimum biasanya 400 ° C dan produk utamanya adalah bioaceite.

Boleh melayani anda: elektrolit lemah: konsep, ciri, contoh

Contoh tindak balas pirolisis

  • Pyrolysis glukosa: Ia juga dikenali sebagai karamelisasi dan berlaku pada suhu 160 ° C.
  • Pyrolysis selulosa: Ia bermula pada 280 ° C dan berakhir melebihi 500 ° C. Pada mulanya, selulosa menjadi kering dan beberapa ikatan rosak, maka rantai gula pecah dan membentuk campuran pencetus.
  • Pyrolysis Minyak Sayuran: Minyak sayur dan juga lemak haiwan yang mengandungi trigliserida, boleh menjadi biodiesel melalui pirolisis.
  • Digunakan pyrolysis menggosok: Degradasi bermula pada suhu 152 ° C dan berakhir pada kira -kira. 490 ° C. Ia melibatkan jumlah kerugian sebanyak 67% daripada jisim getah asal.
  • Pyrolysis plastik: Ia dijalankan pada suhu antara 300 dan 900 ° C. Pemangkin hampir selalu digunakan untuk meningkatkan penukaran polimer ke minyak mudah terbakar.

Rujukan

  1. Dhyani, v., & Bhaskar, t. (2019). Pyrolysis of Biomass. Biofuel: bahan bakar alternatif dan proses penukaran untuk pengeluaran biofuel cecair dan gas, 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). Sisa ke Bioenergy: Kajian semula mengenai teknologi penukaran baru -baru ini. Tenaga BMC. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
  3. Li, l., Rowbotham, j. S., Christopher Greenwell, H., & Dyer, p. W. (2013). Pengenalan pirolisis pirolisis dan pemangkin: Teknik serba boleh untuk penukaran biomas. Perkembangan baru dan masa depan dalam pemangkinan, 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 dan Nizami A-S (2019). Tenaga res. 7 (27). Doi: 10.3389/Fenrg.2019.00027
  5. Pyrolysis. (20 Mac, 2021). Dalam Wikipedia.org. Diambil daripada.Wikipedia.org
  6. Rojas, a.F., Aranzazu, l.M. (2016). Analisis Thermogravimetric dan Kajian Kinetik Pirolisis Sisa Pepejal Veterinar. Kejuruteraan, 21 (3). 276-289.