Pyrolys

Vi förklarar vad pyrolys är, processen, pyrolyskurvan, de typer som är och ger flera exempel

Vad är pyrolys?

De pyrolys Det är den termiska nedbrytningen av material med höga temperaturer under en inert atmosfär. Denna typ av atmosfär innehåller inte syre och bildas främst av kväve, vilket säkerställer att nedbrytning endast orsakas av värme.

I pyrolysprocesser bryts stora och komplexa organiska föreningar till mycket enklare och mer små. Vissa av dessa föreningar förångas och blir gaser, andra blir mörka viskösa vätskor och en bra del av dem blir kol.

För närvarande används pyrolys som ett sätt för att omvandla olika typer av avfall och fast avfall till bränslen som sedan kan användas för att generera energi.

När vi steker mat inträffar pyrolys

Ett exempel på pyrolys Det här är vad som händer med maten när du steker dem i olja. Olja hjälper till att värma mat utan att röra vid dem, så det gör att pyrolys kan uppstå. Det är detta som ger smak och färg i stekt mat. I själva verket, när vi säger att något brändes, vad som hände är att pyrolys fick det att kol.

Pyrolysprocessen

Pyrolys är en komplex process som involverar många kemiska reaktioner. Denna komplexitet bestäms av flera faktorer:

• Det beror på vilken typ av substans som piroliseras. Det är inte detsamma att sönderdelas socker än en olja, eftersom reaktionerna kommer att vara annorlunda.
• De olika reaktionerna av pyrolys börjar och slutar vid olika temperaturer.
• Varierar beroende på hur snabbt ämnet är hett.
• Det beror på om det är ett rent ämne eller en blandning av olika typer av ämnen.
• Det beror på provets fukt.

Reaktorer

För att genomföra pyrolysprocessen är det nödvändigt att använda en reaktor. Detta är inget annat än någon typ av stängd behållare (liknande en tryckkruka) som kan värmas utan luften.

Kan tjäna dig: Samario: Egenskaper, struktur, erhållning, användning

Pyrolysprodukter

Oavsett hur komplicerat det kan vara, ger pyrolysen av de flesta organiska föreningar nästan alltid samma typer av produkter. Dessa kan grupperas enligt följande:

• Kol

Kol

Det är den fasta rester av pyrolys. Det är ett svart fast ämne som huvudsakligen består av olika former av kol. Det här är det som återstår när maten bränns.

• Bioaceit

Bioaceit

Det är en viskös och mörk, nästan svart vätska. Den innehåller tjära, paus och andra flytande organiska föreningar som syror, estrar, alkoholer, etc.

• Biogas

Gaser som förekommer under pyrolysen av material som trä, papper och annat organiskt avfall kallas Biogas. Detta innehåller en blandning av flera gaser inklusive kolmonoxid och gas som vi använder för att laga mat, bland andra.

Pyrolyskurva

Pyrolyskurvor är grafiska som kemikalier använder för att studera pyrolysprocessen. Med dem kan du bestämma vid vilken temperatur pyrolysen börjar och slutar, om värme och andra egenskaper hos processen absorberas eller frigörs.

Dessa kurvor erhålls genom två viktiga tekniker som kallas termogravimetriska (ATG) och differentiell skanningskalorimetri (CDB), som kompletteras med gaskromatografi (CG), såsom beskrivs nedan:

Termogravimetrisk analys (ATG)

Denna teknik består i att väga ett ämne när det värms upp och sedan grafera degen kontra temperaturen.

När pyrolys och kemiska föreningar förekommer i ett prov de sönderdelas och avdunstas blir provet lättare, eftersom degen minskar.

Differential Scanning Calorimetry (CDB)

Denna teknik används för att mäta hur mycket värme ett ämne absorberar eller släpps under de olika stadierna av pyrolys. Om du absorberar värme sägs det att processen är endotermisk, Och om du släpper det sägs det att det är exotermisk.

Kan tjäna dig: Användningar och applikationer av Alceans

Gaskromatografi (CG)

I de flesta fall används de två tidigare teknikerna tillsammans med gaskromatografi. Detta tjänar till att separera och identifiera alla produkter från pyrolys.

Typer av pyrolys

Pyrolys klassificeras enligt hastigheten med vilken ämnen värms upp:

Långsam pyrolys eller karbonisering

Detta är den typ av pyrolys som har använts i hundratals år för att producera kol från trä. Det är en långsam process som kan pågå upp till 48 timmar och värms upp till cirka 500 ° C.

Mellanliggande eller konventionell pyrolys

I detta fall är uppvärmningen snabbare och pyrolys utförs i 5 till 10 minuter. Mellanpyrolys används ofta för att omvandla avfall som sågspån, mat och till och med avloppsavfall till sekundära bränslen.

Snabb pyrolys

Det är ett där proverna snabbt värms upp till 425-600 ° C på bara ett par sekunder så att pyrolys inträffar, och sedan är produkterna snabbt coola. Det används för att producera så mycket bioeaceite som möjligt.

Flash -pyrolys eller mycket snabbt

Det är väldigt likt det föregående, bara mycket snabbare. På mindre än en halv sekund värms ämnet till mer än 1000 ° C, pyrolysen som inträffar på mycket kort tid och producerar mycket mer bioaceite än i alla tidigare fall.

Vakuumpyrolys

Som namnet antyder utförs det i vakuum och varar mellan 2 och 30 sekunder. Uppvärmningshastigheten är medium, den maximala temperaturen är vanligtvis 400 ° C och dess huvudprodukt är bioeaceit.

Kan tjäna dig: svaga elektrolyter: koncept, egenskaper, exempel

Exempel på pyrolysreaktioner

• Glukospyrolys: Det är också känt som karamellisering och förekommer vid 160 ° C.
• Cellulosapyrolys: Det börjar vid 280 ° C och slutar över 500 ° C. Till att börja med blir cellulosan dehydratiserad och vissa bindningar bryts, sedan bryts sockerkedjan och bildar en triggerblandning.
• Vegetabilisk oljepyrolys: Vegetabiliska oljor och även djurfetter som innehåller triglycerider kan bli biodiesel genom pyrolys.
• Används gnugga pyrolys: Nedbrytning börjar vid 152 ° C och slutar vid ca. 490 ° C. Det innebär en total förlust på 67% av den ursprungliga gummimassan.
• Plastpyrolys: Det utförs vid temperaturer mellan 300 och 900 ° C. Katalysatorer används nästan alltid för att förbättra omvandlingen av polymeren till brännbara oljor.

Referenser

1. Dhyani, v., & Bhaskar, T. (2019). Pyrolys av biomassa. Biobränslen: Alternativa råvaror och omvandlingsprocess för produktion av vätska och gasformiga biobränslen, 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). Avfall till bioenergi: En översyn av de senaste omvandlingsteknikerna. BMC Energy. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
3. Li, l., Rowbotham, j. S., Christopher Greenwell, h., & Dyer, s. W. (2013). En introduktion till pyrolys och katalytisk pyrolys: mångsidiga tekniker för omvandling av biomassa. Ny och framtida utveckling inom katalys, 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 och Nizami A-S (2019) Katalytisk pyrolys av plastavfall: Flytta mot pyrolysbaserade biorefinerier. Energy Res. 7 (27). Doi: 10.3389/fenrg.2019.00027
5. Pyrolys. (20 mars 2021). I Wikipedia.org. Tagen från.Wikipedia.org
6. Rojas, a.F., Aranzazu, l.M. (2016). Termogravimetrisk analys och kinetisk studie av veterinärpyrolys för fast avfall. Teknik, 21 (3). 276-289.