פירוליזה היא תהליך פירוק תרמי שבו -of להקליד חומרים ממקור אורגני ברובם המכריע חשופים לטמפרטורות גבוהות במדיום אינרטי (ללא חמצן). כאשר מטפלים בחומר אורגני באמצעות פירוליזה, מתקבלים מוצרים המשמשים בתחום התעשייתי.
אחד האלמנטים שניתן להשיג הוא קוקה המשמש כסוג דלק בעל מאפיינים תעשייתיים. אתה יכול גם לקבל biochar (המכונה biochar) המשמש לשינוי או שיפור קרקעות.
פירוליזה ממירה חומר אורגני לחומרים המרכיבים אותה במצב גזי, מין שיירי מוצק המורכב מפחמן ואפר וחומר נוזלי המכונה ביו-שמן.
תגובה זו מקורה בתרכובות אחרות, כמו גזים שאינם מעבים או נוזלים הניתנים לעיבוי, באותו זמן שהופך חומר באופן בלתי הפיך.
למרות שטכניקה זו חשובה מאוד ויש לה יישומים רבים, היא יכולה לייצר אלמנטים המזיקים לסביבה ומהווים סיכון לרעילות עבור יצורים חיים.
תגובה כימית של פירוליזה
תגובת הפירוליזה, כאמור, כוללת יישום של טמפרטורות גבוהות מאוד באטמוספרה ללא חמצן, כדי לגרום לשינויים בתכונות הפיזיקליות והכימיות של חומרים באמצעות הפירוק התרמי שלהם.
במובן זה, תהליך זה ממיר חומר שמקורו אורגני לחומרים המרכיבים אותו בשלב הגזי, מין שיירי בשלב המוצק הנוצר על ידי פחמן ואפר, וחומר נוזלי בעל מאפיינים שמנוניים המכונה ביו-שמן.
תגובה זו משמשת להסרת חומרים מזהמים מחומר אורגני והיא משיגה מטרה זו בשני אמצעים:
- פיצול מולקולות מזוהמות על ידי שבירת הקשרים ליצירת מינים בעלי משקל מולקולרי קטן יותר (המכונה הרס).
- הפרדת תרכובות מזיקות אלה מחומר מבלי להשמידם.
לפיכך, נעשה שימוש נרחב בטכניקת הפירוליזה לטיפול בחומרים אורגניים הסובלים משבר או פירוק כאשר הם נחשפים לחום, כגון פחמימנים ארומטיים פוליציקליים.
נהפוך הוא, תגובה זו אינה מצליחה אם יש להשתמש בה בכדי לחסל מינים אנאורגניים כמו תרכובות מתכתיות; עם זאת, ניתן להשתמש בו בתהליכים שמייצרים מתכות אלו אינרטיות.
תגובת עץ
במקרה של תגובת הפירוליזה בעץ, תהליך זה כולל יישום של טמפרטורות גבוהות מאוד (בערך 1000 מעלות צלזיוס) בסביבה נטולת אוויר. בהתאם למוצרים שיש להשיג, ישנם מספר תהליכים המשמשים באופן קבוע.
אחת הטכניקות היא קרבוניזציה, שבה מונחים עמודי עץ בצורת חרוטי ומכוסים באדמה כדי לחמם בתנורי מתכת; מקורו במוצרים שונים, כגון פחמן פעיל, תרופות, זיקוקים, בין היתר.
מצד שני, זיקוק הרס גורם לחומצה אצטית, זפת וחומרים אחרים דרך חימום העץ בהדרגה, ומעלה בהדרגה את הטמפרטורה בחדרים הסגורים המשמשים למטרה זו.
נעשה שימוש גם בזרימת נוזלים, שהיא הליך הנפוץ בייצור דלק בשלב נוזלי המכונה שמן פירוליטי, המיוצר במכלים המיועדים למטרה זו.
תגובת שמן
כשמדובר בפירוליזה של נפט, זה מתייחס לתהליך של פירוק או פירוק של הפחמימנים המשקל המולקולרי הגבוה הכלולים בתערובות המרכיבות חומר זה.
לפיכך, כאשר ישנם מוצרים שמקורם בשמן גולמי נתונים לתנאים מסוימים של לחץ וטמפרטורה, מולקולות בעלות משקל גדול יותר הכלול בהן עוברות תהליך של פיצוח או "פיצוח" המפרק אותם לפחמימנים קלים יותר (עם נקודה נמוכה יותר של רותח ומשקל נמוך יותר.
הליך זה, המשתמש בעיקר בשברים הכבדים יותר של נפט, הופך כמויות גדולות של פחמימנים אליפטיים למולקולות ארומטיות ומסייע בייצור ושיפור של דלקים כמו בנזין, סולר, דלק תעופתי, בין היתר.
במובן זה ניתן להפריד ולטהר מולקולות כמו אלקנים, אלקנים ומינים אחרים בעלי משקל מולקולרי נמוך המיוצרים על ידי תגובה זו כדי להשיג חומר גלם בעל רלוונטיות רבה לנהלים אחרים, כגון סינתזה של תרכובות אורגניות מסוימות.
תגובה ביומסה
תגובת הפירוליזה של ביומסה (חומר אורגני המופקד מיצורים חיים) כוללת שבירת קשרים כימיים בתרכובות בעלות משקל מולקולרי גבוה, כמו המיסלולוזה או תאית, הנחשבים למקרולולקולות.
חומרים אלה מפוצלים למינים גזים קטנים יותר באמצעות תגובות מורכבות של מחשוף, פתיחת טבעת ודה-פולימריזציה, להפיכת הביומסה לחומר פוטנציאלי שמיש מבחינת אנרגיה.
על פי מצב ההצטברות בו הם נמצאים בתנאים סביבתיים רגילים, פירוליזה של ביומסה יכולה לנבוע משלושה סוגים של חומרים: פחם, זפת וגז; אלה יכולים להוביל למוצרים בעלי ערך כמו דלק ביולוגי.
תגובה של אלקנים
כאמור, פירוליזה מורכבת מפירוק חומרים אורגניים על ידי יישום חום ובמקרה של אלקנים, תא סגור משמש בטמפרטורות גבוהות באופן דומה לסוגי הפירוליזה שהוסברו.
עם זאת, מכיוון שאלו אלקנים גדולים, קשרי הפחמן-פחמן נשברים - באופן אקראי - לאורך המולקולה ומקורם של מינים רדיקליים שונים.
לפיכך, כאשר שרשרת האלקיל של תרכובות אלה מקוטעת, נוצרים אלקנים קטנים יותר, חלקם אלקנים (בעיקר אתילן) ומינים קטנים יותר כמו רדיקלים אלקיליים, בנוסף למימן בכמויות פחות חשובות.
הפניות
- ויקיפדיה. (sf). פירוליזה. נשלח מ- en.wikipedia.org
- בריטניקה, א '(נ'). פירוליזה. התאושש מ- britannica.com
- Wang, S., and Luo, Z. (2017). פירוליזה של ביומסה. הושג מ- books.google.co.ve
- ברלין, א.א. (2005). פיזיקה כימית של פירוליזה, בעירה וחמצון. התאושש מ- books.google.co.ve
- Moldoveanu, SC (2009). פירוליזה של מולקולות אורגניות: יישומים לבעיות בריאות וסביבה. להשיג ב- google.co.ve