Pyrolyse

We leggen uit wat pyrolyse is, het proces, de pyrolysecurve, de typen die zijn en geven verschillende voorbeelden

Wat is pyrolyse?

De pyrolyse Het is de thermische ontleding van materialen met hoge temperaturen onder een inerte atmosfeer. Dit type atmosfeer bevat geen zuurstof en wordt voornamelijk gevormd door stikstof, wat ervoor zorgt dat ontleding alleen wordt veroorzaakt door warmte.

In pyrolyseprocessen worden grote en complexe organische verbindingen verbroken in veel eenvoudiger en kleiner. Sommige van deze verbindingen verdampen en worden gassen, anderen worden donkere viskeuze vloeistoffen en een groot deel van hen worden kolen.

Momenteel wordt pyrolyse gebruikt als middel om verschillende soorten afval en vast afval te transformeren in brandstoffen die vervolgens kunnen worden gebruikt om energie te genereren.

Wanneer we voedsel bakken, treedt pyrolyse voor

Een voorbeeld van pyrolyse Dit is wat er met voedsel gebeurt wanneer ze ze in olie braden. Olie helpt voedsel te verwarmen zonder ze aan te raken, dus het laat pyrolyse optreden. Dit is wat smaak en kleur produceert in gefrituurd voedsel. In feite, als we zeggen dat er iets is verbrand, is wat er gebeurde, dat pyrolyse het kolen maakte.

Het pyrolyseproces

Pyrolyse is een complex proces dat veel chemische reacties inhoudt. Deze complexiteit wordt bepaald door verschillende factoren:

• Het hangt af van het type substantie dat wordt gepiroliseerd. Het is niet hetzelfde om suiker uit te ontbinden dan een olie, omdat de reacties anders zullen zijn.
• De verschillende reacties van pyrolyse beginnen en eindigen bij verschillende temperaturen.
• Varieert afhankelijk van hoe snel de stof heet is.
• Het hangt ervan af of het een zuivere stof is of een mengsel van verschillende soorten stoffen.
• Het hangt af van het vocht van het monster.

Reactoren

Om het pyrolyseproces uit te voeren, is het noodzakelijk om een ​​reactor te gebruiken. Dit is niets meer dan een soort gesloten container (vergelijkbaar met een drukpot) die zonder de lucht kan worden verwarmd.

Kan u van dienst zijn: Samario: kenmerken, structuur, verkrijgen, gebruik

Pyrolyseproducten

Ongeacht hoe ingewikkeld het kan zijn, de pyrolyse van de meeste organische verbindingen geeft bijna altijd dezelfde soorten producten. Deze kunnen als volgt worden gegroepeerd:

• Steenkool

Steenkool

Het is het vaste residu van pyrolyse. Het is een zwarte vaste stof die voornamelijk bestaat uit verschillende vormen van koolstof. Dit is wat overblijft wanneer het voedsel wordt verbrand.

• Bioaceiet

Bioaceiet

Het is een viskeuze en donkere, bijna zwarte vloeistof. Het bevat teer, pauze en andere vloeibare organische verbindingen zoals zuren, esters, alcoholen, enz.

• Biogas

Gassen die optreden tijdens de pyrolyse van materialen zoals hout, papier en ander organisch afval worden genoemd Biogas. Dit bevat een mengsel van verschillende gassen, waaronder koolmonoxide en gas die we gebruiken om onder andere te koken.

Pyrolysecurve

Pyrolysekrommen zijn grafisch die chemicaliën gebruiken om het pyrolyseproces te bestuderen. Met hen kunt u bepalen op welke temperatuur de pyrolyse begint en eindigt, als warmte en andere kenmerken van het proces worden geabsorbeerd of vrijgegeven.

Deze krommen worden verkregen door twee belangrijke technieken genaamd thermogravimetrische (ATG) en differentiële scanningcalorimetrie (CDB), die worden aangevuld met gaschromatografie (CG), zoals hieronder beschreven:

Thermogravimetrische analyse (ATG)

Deze techniek bestaat uit het wegen van een stof terwijl deze wordt verwarmd, en daarna het deeg in te voeren versus de temperatuur.

Wanneer pyrolyse en chemische verbindingen optreden in een monster, ontbinden ze en verdampen het monster lichter, omdat het deeg afneemt.

Differentiële scanningcalorimetrie (CDB)

Deze techniek wordt gebruikt om te meten hoeveel warmte een stof absorbeert of vrijgeeft tijdens de verschillende stadia van pyrolyse. Als u warmte absorbeert, wordt gezegd dat het proces is endotherme, En als je het vrijgeeft, wordt gezegd dat het zo is exotherme.

Kan u van dienst zijn: gebruik en toepassingen van alceans

Gaschromatografie (CG)

In de meeste gevallen worden de twee eerdere technieken samen met gaschromatografie gebruikt. Dit dient om alle producten van pyrolyse te scheiden en te identificeren.

Soorten pyrolyse

Pyrolyse wordt geclassificeerd volgens de snelheid waarmee stoffen worden verwarmd:

Langzame pyrolyse of carbonisatie

Dit is het type pyrolyse dat al honderden jaren wordt gebruikt om steenkool uit hout te produceren. Het is een langzaam proces dat tot 48 uur kan duren en wordt verwarmd tot ongeveer 500 ° C.

Tussenliggende of conventionele pyrolyse

In dit geval is verwarming sneller en wordt pyrolyse 5 tot 10 minuten uitgevoerd. Tussenliggende pyrolyse wordt vaak gebruikt om afval zoals zaagsel, voedsel en zelfs afvalwater om te zetten in secundaire brandstoffen.

Snelle pyrolyse

Het is er een waarin de monsters in slechts een paar seconden snel worden verwarmd tot 425-600 ° C, zodat pyrolyse optreedt, en dan zijn de producten snel koel. Het wordt gebruikt om zoveel mogelijk bioaceiet te produceren.

Flash -pyrolyse of zeer snel

Het lijkt erg op de vorige, maar veel sneller. In minder dan een halve seconde wordt de stof verwarmd tot meer dan 1000 ° C, de pyrolyse die in een zeer korte tijd plaatsvindt en veel meer bioaceiet produceert dan in alle vorige gevallen.

Vacuümpyrolyse

Zoals de naam al aangeeft, wordt het uitgevoerd in een vacuüm en duurt het tussen de 2 en 30 seconden. De verwarmingssnelheid is medium, de maximale temperatuur is meestal 400 ° C en het hoofdproduct is bioaceiet.

Kan u van dienst zijn: zwakke elektrolyten: concept, kenmerken, voorbeelden

Voorbeelden van pyrolysereacties

• Glucosepyrolyse: Het is ook bekend als karamelisatie en komt voor bij 160 ° C.
• Cellulose pyrolyse: Het begint bij 280 ° C en eindigt boven 500 ° C. In het begin wordt de cellulose uitgedroogd en sommige bindingen zijn verbroken, dan breekt de suikersketting en vormt een trigger -mengsel.
• Groenteoliepyrolyse: Groenteoliën en ook dierlijke vetten die triglyceriden bevatten, kunnen biodiesel worden door pyrolyse.
• Gebruikte wrijvende pyrolyse: Afbraak begint bij 152 ° C en eindigt bij ongeveer. 490 ° C. Het gaat om een ​​totaal verlies van 67% van de oorspronkelijke rubbermassa.
• Plastic pyrolyse: Het wordt uitgevoerd bij temperaturen tussen 300 en 900 ° C. Katalysatoren worden bijna altijd gebruikt om de conversie van het polymeer in brandbare oliën te verbeteren.

Referenties

1. Dhyani, V., & Bhaskar, T. (2019). Pyrolyse van biomassa. Biobrandstoffen: alternatieve grondstoffen en conversieproces voor de productie van vloeibare en gasvormige biobrandstoffen, 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). Waste to BioNergy: A Review on the Recente Conversion Technologies. BMC -energie. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
3. Li, l., Rowbotham, J. S., Christopher Greenwell, h., & Dyer, p. W. (2013). Een inleiding tot pyrolyse en katalytische pyrolyse: veelzijdige technieken voor biomassa -conversie. Nieuwe en toekomstige ontwikkelingen in de katalyse, 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 en Nizami A-S (2019) Catalytische pyrolyse van plastic afval: verplaatst naar pyrolyse Biorefinies. Energy Res. 7 (27). Doi: 10.3389/fenrg.20199999999999999999999999999999999999999111 2019 2019 20199999 E moetene9999191999998311133113331322111152222222111231311111111111122111111111121111111111111111111111111111 -11111111111a's11111a's1a's1a's1a's1a's1a's D1a's Dam dat ’TO.00027
5. Pyrolyse. (20 maart 2021). In Wikipedia.borg. Genomen van.Wikipedia.borg
6. Rojas, a.F., Aranzazu, L.M. (2016). Thermogravimetrische analyse en kinetische studie van pyrolyse van veterinaire vaste afval. Engineering, 21 (3). 276-289.