bildkredit: Mr.B-king/. com

artikel uppdaterad den 18/02/20 av Susha Cheriyadath

pyrolys är en process för kemiskt sönderdelning av organiska material vid förhöjda temperaturer i frånvaro av syre. Processen sker vanligtvis vid temperaturer över 430 C (800 F) och under tryck. Det innebär samtidigt förändring av fysisk fas och kemisk sammansättning och är en irreversibel process. Ordet pyrolys myntas från de grekiska orden ” pyro ”som betyder eld och” LYS ” som betyder separering.

pyrolys används ofta för att omvandla organiska material till en fast rest som innehåller aska och kol, små mängder vätska och gaser. Extrem pyrolys, å andra sidan, ger kol som återstod och processen kallas karbonisering. Till skillnad från andra högtemperaturprocesser som hydrolys och förbränning involverar pyrolys inte reaktion med vatten, syre eller andra reagenser. Men eftersom det är praktiskt taget inte möjligt att uppnå en syrefri miljö, sker en liten mängd oxidation alltid i något pyrolyssystem.

typer av Pyrolysreaktioner

det finns tre typer av pyrolysreaktioner differentierade av biomassans bearbetningstid och temperatur.

långsam pyrolys

långsam pyrolys kännetecknas av långa fasta ämnen och gasbosättningstider, låga temperaturer och långsam uppvärmning av biomassa. I detta läge varierar uppvärmningstemperaturerna från 0,1 till 2 CCB (32,18 till 35,6 FCB) per sekund och de rådande temperaturerna är nästan 500 CCB (932 FCB). Gasens uppehållstid kan vara över fem sekunder och biomassans uppehållstid kan variera från minuter till dagar.

under långsam pyrolys frigörs tjära och röding som huvudprodukter eftersom biomassan långsamt devolatiliseras. Repolymerisations – / rekombinationsreaktioner inträffar efter att de primära reaktionerna äger rum.

Flashpyrolys

Flashpyrolys sker vid snabba uppvärmningshastigheter och måttliga temperaturer mellan 400 och 600 kg C (752 och 1112 kg f). Emellertid är ångtiden för denna process mindre än 2s.Flash pyrolys producerar färre mängder gas och tjära jämfört med långsam pyrolys.

snabb pyrolys

denna process används främst för att producera bioolja och gas. Under processen upphettas biomassa snabbt till temperaturer på 650 till 1000 C (1202 till 1832 F) beroende på den önskade mängden bioolja eller gasprodukter. Röding ackumuleras i stora mängder och måste tas bort ofta.

Mikrovågspyrolys

snabb pyrolys har visat sig dra nytta av användningen av mikrovågsuppvärmning. Biomassa absorberar vanligtvis mikrovågsstrålning mycket bra, vilket gör uppvärmning av materialet mycket effektivt – precis som mikrovågsuppvärmning av mat kan det minska tiden det tar att initiera pyrolysreaktionerna och minskar också kraftigt den energi som krävs för processen. Eftersom mikrovågsuppvärmning kan initiera pyrolys vid mycket lägre totala temperaturer (ibland så låga som 200-300 CCB) har det visat sig att den producerade biooljan innehåller högre koncentrationer av mer termiskt labila kemikalier med högre värde, vilket tyder på att bioolja i mikrovågsugn kan användas som ersättning för råolja som råmaterial för vissa kemiska processer.

de typer av Pyrolysreaktorer som används i branschen

några av de reaktorer som används i pyrolysprocessen inkluderar följande:

bubblande fluidiserade Bäddpyrolysatorer

fluidiserade sängar är i allmänhet enkla att konstruera och designa jämfört med andra reaktortyper. Bubblande fluidiserade bäddpyrolysatorer har stor värmelagringskapacitet, bättre temperaturkontroll, utmärkta värmeöverföringsegenskaper och bättre kontakt med gasfasta ämnen. I denna pyrolyzer styrs uppehållstiden för ångor och fasta ämnen av den fluidiserande gasflödeshastigheten. Under pyrolysreaktionen fungerar char som en katalysator i sprickångor. Char samlas slutligen in genom entrainmentprocesser.

cirkulerande Vätskebäddar och transporterad bädd

cirkulerande fluidiserade bäddpyrolysatorer har liknande egenskaper som bubblande bäddpyrolysatorer, med undantag för att uppehållstiden för ångor och röding är snabbare på grund av högre gashastigheter. Dessa pyrolyzers har bättre gas-fast kontakt, hög bearbetningskapacitet och potential att hantera sammanhängande fasta ämnen som annars kan vara tillräckligt hårda för att fluidisera i bubblande fluidiserade sängar.

ablativ Pyrolysator

den ablativa pyrolysatorn, å andra sidan, utformades så att värmen som överförs från en het reaktorvägg mjukar råmaterialet under tryck. Stora råmaterialpartiklar kan pyrolyseras i denna pyrolysator eftersom reaktionshastigheterna inte påverkas av värmeöverföring via biomassapartikeln. Dessa pyrolysatorer säkerställer hög relativ rörelse mellan reaktorväggen och partikeln och högtrycket hos partikeln på den heta reaktorväggen. Det undviker behovet av inert gas och därmed är dess bearbetningsutrustning liten och reaktionssystemet är mer intensivt.

vilka är fördelarna med pyrolys?

de viktigaste fördelarna med pyrolys inkluderar följande:

• Det är en enkel, billig teknik för bearbetning av en mängd olika råvaror.
• Det minskar avfall som går till deponi och utsläpp av växthusgaser.
• Det minskar risken för vattenföroreningar.
• Det har potential att minska landets beroende av importerade energiresurser genom att generera energi från inhemska resurser.
• avfallshantering med hjälp av modern pyrolysteknik är billigt än bortskaffande till deponier.
• byggandet av ett pyrolyskraftverk är en relativt snabb process.
• Det skapar flera nya jobb för låginkomsttagare baserat på mängden avfall som genereras i regionen, vilket i sin tur ger folkhälsovinster genom avfallsrengöring.

tillämpningar av pyrolys

några av de viktigaste tillämpningarna av pyrolys inkluderar följande:

• Det används ofta i kemisk industri för att producera metanol, aktivt kol, kol och andra ämnen från trä.
• syntetisk gas som produceras från omvandling av avfall med pyrolys kan användas i gas-eller ångturbiner för att producera el.
• en blandning av sten, jord, keramik och glas erhållet från pyrolytiskt avfall kan användas som byggmaterial – konstruktionsslagg eller för fyllning av deponiöverdrag.
• Det spelar en viktig roll i kol-14-datering och masspektrometri.
• Det används också för flera matlagningsprocedurer som karamellisering, Grillning, stekning och bakning.