Image Credit: Pan B-king/.com,

Článek aktualizován na 18/02/20 o Susha Cheriyadath

Pyrolýza je proces, chemicky rozkládat organické látky při zvýšených teplotách za nepřítomnosti kyslíku. Proces obvykle probíhá při teplotách nad 430 °C (800 °F) a pod tlakem. Současně zahrnuje změnu fyzikální fáze a chemického složení a je nevratným procesem. Slovo pyrolýza je vytvořeno z řeckých slov „pyro“, což znamená oheň a „lýza“, což znamená oddělení.

pyrolýza se běžně používá k přeměně organických materiálů na pevný zbytek obsahující popel a uhlík, malé množství kapaliny a plynů. Extrémní pyrolýza, na druhé straně, poskytuje uhlík jako zbytek a proces se nazývá karbonizace. Na rozdíl od jiných vysokoteplotních procesů, jako je hydrolýza a spalování, pyrolýza nezahrnuje reakci s vodou, kyslíkem nebo jinými činidly. Protože však prakticky není možné dosáhnout prostředí bez kyslíku, v každém pyrolýzním systému vždy dochází k malému množství oxidace.

typy pyrolýzních reakcí

existují tři typy pyrolytických reakcí diferencovaných podle doby zpracování a teploty biomasy.

Pomalá Pyrolýza

Pomalé pyrolýzy je charakterizován dlouhé pevné látky a plynu bydliště krát, nízké teploty a pomalé biomasy topení sazby. V tomto režimu topení teplota se pohybuje od 0,1 do 2 °C (32.18 na 35,6 °F) za druhého a převažující teploty jsou téměř 500°C (932°F). Doba zdržení plynu může být delší než pět sekund a doba zdržení biomasy se může pohybovat od minut do dnů.

během pomalé pyrolýzy se dehet a char uvolňují jako hlavní produkty, protože biomasa se pomalu odpaří. Repolymerizační / rekombinační reakce se objevují po primárních reakcích.

Flash Pyrolýza

Flash pyrolýze dochází k rychlému ohřevu sazby a mírných teplotách mezi 400 a 600 °C (752 a 1112 °F). Nicméně, páry, doba tohoto procesu je menší než 2s. Flash pyrolýza produkuje méně množství plynu a dehtu, když ve srovnání s pomalé pyrolýzy.

Rychlá pyrolýza

tento proces se primárně používá k výrobě bio-oleje a plynu. Během procesu se biomasa rychle zahřívá na teploty 650 až 1000 °C (1202 až 1832 °F) v závislosti na požadovaném množství produktů z biooleje nebo plynu. Char se hromadí ve velkém množství a musí být často odstraňován.

mikrovlnná pyrolýza

ukázalo se, že rychlá pyrolýza má prospěch z použití mikrovlnného ohřevu. Biomasa obvykle absorbuje mikrovlnné záření velmi dobře, což ohřev materiálu vysoce efektivní – stejně jako mikrovlnná trouba ohřev jídla, to může snížit čas potřebný k zahájení pyrolýzní reakce, a také výrazně snižuje spotřebu energie potřebné pro proces. Protože mikrovlnného ohřevu může iniciovat pyrolýzy na mnohem nižší celkové teploty (někdy tak nízké, jak je 200-300 °C), bylo zjištěno, že bio-olej získaný obsahuje vyšší koncentrace více tepelně labilní, vyšší hodnoty chemických látek, což naznačuje, že mikrovlnná trouba bio-olej může být použit jako náhrada ropy jako suroviny pro některé chemické procesy.

typy pyrolýzních reaktorů používaných v průmyslu

některé z reaktorů používaných v procesu pyrolýzy zahrnují následující:

Bublající Fluidní Pyrolyzers

Fluidního lůžka jsou obecně jednoduché konstrukci a design, ve srovnání s jinými typy reaktoru. Bublající pyrolyzéry s fluidním ložem mají velkou kapacitu pro ukládání tepla, lepší regulaci teploty, vynikající vlastnosti přenosu tepla a lepší kontakt plyn-pevné látky. V tomto pyrolyzéru je doba zdržení par a pevných látek řízena průtokem fluidizačního plynu. Během pyrolýzní reakce působí char jako katalyzátor při praskání par. Char se nakonec shromažďuje strhávacími procesy.

Cirkulující Tekutiny Lůžka a Transportován Postele

Cirkulující fluidní pyrolyzers mají podobné vlastnosti jako bublající postele pyrolyzers výjimkou, že doba páry a char je rychleji díky vyšší rychlosti plynu. Tyto pyrolyzers mít lepší plyn-pevný kontakt, vysoký zpracování kapacita a potenciál jednat s soudržné tuhé látky, které by jinak mohly být těžké natolik, aby fluidizaci v bublající fluidní postele.

Ablativ Pyrolyzer

ablativ pyrolyzer, na druhé straně, byl navržen tak, aby teplo převedené z horké stěny reaktoru zjemňuje suroviny pod tlakem. Velké částice vstupních surovin mohou být v tomto pyrolyzéru pyrolyzovány, protože reakční rychlosti nejsou ovlivněny přenosem tepla přes částici biomasy. Tyto pyrolyzery zajišťují vysoký relativní pohyb mezi stěnou reaktoru a částicí a vysoký tlak částice na stěně horkého reaktoru. Vyhýbá se potřebě inertního plynu, a proto je jeho zpracovatelské zařízení malé a reakční systém je intenzivnější.

jaké jsou výhody pyrolýzy?

klíčové výhody pyrolýzy zahrnují následující:

• Jedná se o jednoduchou, levnou technologii pro zpracování široké škály vstupních surovin.
• snižuje odpady směřující na skládky a emise skleníkových plynů.
• snižuje riziko znečištění vody.
• má potenciál snížit závislost země na dovážených energetických zdrojích výrobou energie z domácích zdrojů.
• nakládání s odpady pomocí moderní pyrolýzní technologie je levnější než likvidace na skládky.
• výstavba pyrolýzní elektrárny je relativně rychlý proces.
• vytváří několik nových pracovních míst pro osoby s nízkými příjmy na základě množství odpadu v regionu, což poskytuje veřejné zdravotní výhody prostřednictvím odpad uklidit.

Aplikace Pyrolýzních

Některé z hlavních aplikací pyrolýzní zahrnují následující:

• To je široce používán v chemickém průmyslu k výrobě methanolu, aktivní uhlí, uhlí a jiných látek ze dřeva.
• syntetický plyn vyrobený z přeměny odpadu pomocí pyrolýzy může být použit v plynových nebo parních turbínách pro výrobu elektřiny.
• směs kamene, půdy, keramiky a skla získaná z pyrolyzní odpad může být použit jako stavební materiál – stavební strusky nebo pro plnění skládky kryt vložky.
• hraje hlavní roli v datování uhlíku-14 a hmotnostní spektrometrii.
• používá se také pro několik postupů vaření, jako je karamelizace, grilování, smažení a pečení.