Ang pangangailangan para sa paggamit ng mga matipid na panggatong ay matagal nang natapos sa mundo. Halimbawa, ang pyrolysis gas ay malawakang ginagamit sa Europa ngayon. Lahat ng uri ng kagamitan sa kusina, heating installation at maging ang mga kotse ay maaaring tumakbo sa naturang gasolina.
Definition
Sa totoo lang, sa ilalim ng mismong konsepto ng "pyrolysis" naiintindihan ng mga chemist ang decomposition ng isang substance sa antas ng molekular sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura, kadalasan sa kawalan ng hangin. Ang mga kumplikadong compound sa ilalim ng gayong mga kondisyon ay nabubulok sa mas simple. Sa kasong ito, ang iba't ibang uri ng mga bagong elemento ay nabuo sa daluyan. Sa esensya, ang pyrolysis ay isang kumbensyonal na proseso ng dry distillation.
Gas mula sa panggatong
Kapag sinunog ang gasolina sa mataas na temperatura sa isang kapaligirang walang oxygen, ang mga sumusunod na produkto ng pagkasunog ay nabuo:
- pyrolysis gas;
- pyrolysis resin (liquid product).
Ang unang produkto mula sa listahan ay mayroong, bukod sa iba pang mga bagay, ang tampok na maaari ding mabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina sa isang kapaligiran ng oxygen. Gayunpaman, sa kasong ito, ang gas ay makukuha lamang kung ang gasolina ay nasusunog sa temperatura na hindi mas mababa sa 500 °C.
Aling mga produkto ang maaaring gamitin
Pyrolysis boiler sa mga bahay ay maaaring tumakbo sa ordinaryong kahoy o mga espesyal na pallet, halimbawa, mula sa sawdust o pinindot na kahoy na shavings. Ang iba't ibang uri ng basura sa bahay at pang-industriya ay maaari ding ma-pyrolyzed. Ito ay sinusunog sa katulad na paraan, halimbawa, goma, lumang gulong ng kotse, plastik, lumang bagay, atbp. Sa kasong ito, pinapayagan ng pyrolysis hindi lamang na makakuha ng isang tiyak na halaga ng init, kundi pati na rin upang panatilihing malinis ang kapaligiran. Pagkatapos ng lahat, tulad ng alam mo, ang plastik ay hindi nabubulok sa lupa sa mahabang panahon. Ang mga materyales na naglalaman ng langis ng iba't ibang uri ay dumidumi sa mga lupa mismo at sa mga anyong tubig.
Maaari ding sunugin sa katulad na paraan:
- papel, karton, mga tela;
- methane;
- hydrocarbons;
- peat;
-
commodity wood (kabilang ang chemically impregnated wood);
- dayami, dahon, balat ng nuwes, mga damo.
Bilang karagdagan, ang mga nalalabi sa pintura, mga langis, atbp. ay maaaring i-recycle sa pamamagitan ng pyrolysis reaction. Nakakatulong din ito upang mapanatiling malinis ang kapaligiran.
Komposisyon
Ang nagreresultang pyrolysis gas ay naglalaman, bukod sa iba pang mga bagay, ng maraming particulate matter, kadalasan sa anyo ng soot. Naglalaman din ito ng iba't ibang uri ng mga sangkap ng kemikal, halimbawa, hydrogen. Gayunpaman, ang pangunahingang komposisyon ng pyrolysis gas ay ang mga sumusunod pa rin:
- volatile hydrocarbons;
- carbon monoxide.
Napakadelikado para sa kalusugan ng tao at maging sa kanyang buhay, ang CO sa naturang reaksyon ay nabubuo dahil sa hindi kumpletong pagkasunog ng uling.
Mga uri ng pyrolysis
Sa ngayon, dalawa lang ang pangunahing uri ng mga ganoong reaksyon. Ang pyrolysis ay maaaring:
- tuyo;
- oxidative.
Ang unang uri ng mga reaksyon, naman, ay nahahati sa:
- mababang temperatura;
- mataas na temperatura.
Paano nabubuo ang gas: oxidative pyrolysis
Ang reaksyong ito ay kasalukuyang tinatawag na pinakapangkapaligiran at produktibo. Ang pyrolysis ay nangyayari sa kasong ito sa napakataas na temperatura. Halimbawa, kapag ang methane ay sinunog sa ganitong paraan, isang tiyak na porsyento ng oxygen ang nahahalo dito. Sa bahagyang pagkasunog, ang sangkap sa kasong ito ay naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya. Bilang resulta, ang mga labi ng pinaghalong ay pinainit sa temperatura na 16000 ° C.
Ang reaksyon ng oxidative pyrolysis ay pangunahing ginagamit upang sunugin ang iba't ibang pang-industriya na materyales na naglalaman ng langis, gayundin ang plastic at goma. Ang gas sa kasong ito ay maaaring pumunta, halimbawa, upang magpainit sa mga tindahan ng mismong kumpanya ng pagtatapon ng basura.
Dry pyrolysis
Ang reaksyong ito ay nangyayari nang walang partisipasyon ng oxygen at, gaya ng nabanggit na, sa turn, ay maaaring mababa o mataas na temperatura. Sa unang kasoang gasolina ay pinainit hanggang sa isang maximum - hanggang sa 1000 ° C, sa pangalawa - sa itaas ng 1000 ° C. Upang makakuha ng malaking halaga ng pyrolysis gas mismo, ang mga high-temperature na reaksyon ay pangunahing ginagamit.
Kapag ang gasolina ay sinunog sa isang kapaligiran hanggang sa 800 °C, medyo maraming gas na may mababang calorific value ang nakukuha. Gayundin sa kasong ito, medyo maliit na halaga ng coke at liquid resin ang natitira.
Ang pinakaangkop ay kumuha ng pyrolysis gas sa temperatura na 900 hanggang 1000 °C. Sa kasong ito, mayroon nang pinakamataas na porsyento ng produksyon nito. Sa kasong ito, ang gas na nakuha sa ganitong paraan ay may pinakamababang calorific value. Ang naturang produkto ay isinasaalang-alang, bukod sa iba pang mga bagay, mataas na kalidad na gasolina, na angkop para sa transportasyon sa malalayong distansya.
Kapag sinunog ang gasolina sa mga temperatura sa pagitan ng 450 at 500 °C, ang output ay napakababa sa parehong solid residues at gas. Ang huli, gayunpaman, ay hindi mataas ang kalidad, dahil mayroon itong pinakamataas na calorific value.
Kung saan maaaring gamitin ang gas
Ang proseso ng pyrolysis ay nagbibigay-daan sa pagpapainit ng iba't ibang uri ng lugar na may pinakamababang pagkawala ng gasolina. Gayundin, sa pamamagitan ng paggamit ng reaksyong ito, napapanatiling malinis ang kapaligiran. Ngunit saan magagamit ang pyrolysis gas na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina sa isang kapaligirang walang oxygen?
Ang produktong ito sa pagkasunog ngayon ay itinuturing sa buong mundo bilang isang alternatibong matipid na mapagkukunan ng thermal energy. Sa ilang bansa sa Europa, matagal nang karaniwan ang pyrolysis gasgasolina na ginagamit ng mga kagamitan na nagpapainit ng tubig (para sa mga sistema ng pagpainit at mainit na tubig), kuryente, singaw.
Boiler
Mula noong sinaunang panahon, pinainit ng mga tao ang kanilang mga tahanan gamit ang mga kumbensyonal na kalan na gumagana sa kahoy at karbon. Nang maglaon, ang mga bahay ay nagsimulang nilagyan ng modernong solid fuel boiler na tumatakbo sa parehong uri ng gasolina. Ang ganitong mga yunit ay ginagamit upang magpainit ng mga tahanan sa ating panahon. Ang mga ito ay mura at para sa kanilang pag-install ay hindi kinakailangan na kumuha ng mga permit sa iba't ibang pagkakataon. Gayunpaman, ang maginoo na solid fuel boiler ay may isang seryosong disbentaha. Kumokonsumo sila ng gasolina nang labis na hindi matipid. Maraming mga nalalabi sa pagkasunog ang nananatili sa mga silid ng naturang mga yunit. Bilang karagdagan, ang bahagi ng init na nalilikha ng naturang kagamitan ay lumilipad lang "pababa sa tsimenea" kasama ng usok.
Mga inhinyero na nagpasyang itama ang minus na ito ng mga solid fuel boiler, at kalaunan ay nakabuo ng mga pyrolysis heating unit na matipid at madaling gamitin. Sa mga naturang boiler, bukod sa iba pang mga bagay, may mga karagdagang silid kung saan nagaganap ang afterburning ng pyrolysis gas.
Ang reaksyon sa mga pinagsama-sama ng iba't-ibang ito ay nagpapatuloy sa isang malakas na kakulangan sa oxygen (15%). Ang kahoy o anumang iba pang panggatong sa ganitong uri ng kagamitan ay nahahati sa mga gas at isang maliit na halaga ng mga hindi organikong nalalabi. Para sa mga pyrolysis gas, ang temperatura ng pagkasunog sa afterburner ay maaaring umabot ng hanggang 110-1200 °C.
Saan pa ginagamit ang gas
Ang pinakamalawak na ginagamit na pyrolysis, samakatuwid, na natatanggap sa mga sistema ng pagpainit at pag-init ng tubig. Gayundin ang reaksyong ito ay malawakang ginagamit:
- sa industriya ng pagpoproseso;
- sa kemikal;
- kapag nagdidisimpekta.
Minsan ang pyrolysis gas ay ginagamit din ngayon bilang panggatong para sa iba't ibang uri ng kagamitan o, gaya ng nabanggit na, mga sasakyan.
Gas generating plants
Ang ganitong uri ng kagamitan ay ginagamit upang makagawa ng mataas na kalidad na pyrolysis fuel, na sa ilang mga kaso ay maaaring palitan, halimbawa, ang tradisyonal na natural na gas. Ang ganitong mga pag-install ay hermetic furnaces na may adjustable air supply. Ang tsimenea ng ganitong uri ng kagamitan ay maaaring mai-block, bukod sa iba pang mga bagay.
Kumuha ng pyrolysis gas sa mga naturang installation gaya ng sumusunod:
- Puwersahang pumasok ang hangin sa furnace sa pamamagitan ng pump.
- Pagkatapos maiinit ang mga nilalaman ng pag-install sa isang tiyak na temperatura, ang suplay ng hangin ay hihinto.
- Ang makapal na itim na usok na lumalabas sa unit ay nililinis ng soot gamit ang mga cyclone.
- Alisin ang singaw ng tubig mula sa pyrolysis gas upang mapataas ang temperatura ng pagkasunog nito (dumaan sa isang cooler).
- Ang gas ay ipinapasok sa fine filter, ang disenyo nito ay may kasamang tangke ng tubig, electrostatic installation at mga cardboard cartridge.
Ang paglilinis ng mga gas na pyrolysis bago gamitin sa industriya, at kung minsan sa pang-araw-araw na buhay, ay dapat isagawa nang walang pagkabigo. Ang mga solidong particle at lahat ng uri ng mga dumi ng kemikal ay maaaring magdulot ng pinsala sa kagamitan,tumatakbo sa ganitong uri ng gasolina. Dagdag pa, halimbawa, ang pyrolysis gas ay maaaring i-pump sa isang cylinder.
Paggamit ng gasolina mula sa gas generator sa bahay
Ang mga pag-install ng ganitong uri ay kadalasang ginagamit, siyempre, sa produksyon. Ngunit kung minsan ang mga ito ay binili para sa mga pribadong bahay. Ang pagkuha ng pyrolysis gas sa bahay ay medyo simpleng bagay. Ang ilang mga manggagawa ay madalas na gumagawa ng mga generator ng gas gamit ang kanilang sariling mga kamay.
Ang gas na nakuha mula sa mga domestic installation ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin. Kadalasan, halimbawa, ikinonekta ng mga pribadong mangangalakal ang mga ordinaryong kalan sa mga generator ng gas. Ang pagkasunog ng pyrolysis gas ay hindi kasing tindi ng natural na gas. Gayunpaman, medyo maginhawa pa ring gamitin ang kalan para sa layunin nito.
Gayundin, halimbawa, ang isang autogenous generator ay madalas na konektado sa mga generator ng gas sa pang-araw-araw na buhay. Kapag ang oxygen ay ibinibigay gamit ang natural na gas, ang temperatura ng apoy sa naturang kagamitan ay umaabot sa 2000 °C.
Gaya ng nabanggit na, sa bahay, ang pyrolysis gas ay maaari ding gamitin bilang gasolina ng sasakyan. Para sa gayong aplikasyon, ang makina ng makina ay kakailanganin lamang na bahagyang mabago. Kasabay nito, ang parehong mga makina ng gasolina at diesel ay maaaring gumana sa naturang gasolina. Ang ganitong gas ay ginagamit sa bahay, kadalasan sa mga power generator.
Mga feature ng application
Kaya, ang pyrolysis gas ay may bahagyang mas mababang antas ng paglipat ng init kaysa natural o tunaw. Samakatuwid, para sa tamang operasyon ng iba't ibang uri ng pag-init atkagamitan sa kusina, kapag ginagamit ito, para sa maayos, mas matinding pagkasunog, kailangang dagdagan ang supply nito.
Sa mga kagamitan sa kusina, maaaring mag-drill para dito, halimbawa. Ang pyrolysis gas furnace sa kasong ito ay gagana sa parehong paraan tulad ng sa natural gas. Iyon ay, ang intensity ng combustion ng gasolina ay magiging pareho. Gayundin, upang ilipat ang iba't ibang uri ng kagamitan sa isa pang uri ng gas, madalas na binabago ang firmware nito. Sa mga sasakyang magpapatakbo sa naturang gasolina, ang sistema ng gasolina ay ganap na pinapalitan.
Mga makinang nagsusunog ng kahoy
Sa Unyong Sobyet noong unang bahagi ng 1920s, ang mga trak ng generator ng gas ay napakalawak na ginamit. Sa mga taong iyon, nagsagawa pa kami ng mapagkumpitensyang pagsubok ng mga naturang sasakyan sa ating bansa.
Ang unang gas generator engine para sa isang kotse sa ating USSR ay na-install ni Propesor V. S. Naumov noong 1927. Noong 1928, ang Scientific Automotive and Tractor Institute ay nagsimulang magdisenyo ng mga naturang sasakyan sa Russia. Ang mga espesyalista ng institusyong ito ay nagsagawa ng mga eksperimento sa mga dayuhang makina na "Imbert-Dietrich" at "Pip".
Ang unang NATI-1 gas generator na itinayo sa ating bansa ay nagtrabaho sa ordinaryong kahoy. Noong 1932, nilikha din ang pag-install ng NATI-3, na idinisenyo para sa isang bangkang de-motor. Kasabay nito, ang unang automobile gas generator ay lumitaw sa Russia, na nilikha sa suporta ng Avtodor society. Natanggap nito ang pangalang "Avtodor-1". Kahit na mamaya, maraming mga advanced na pag-install ng ganitong uri ang binuo sa USSR. Ang komposisyon ng pyrolysis gas na nakuha mula sa kanilanggamitin, ay talagang napakataas na kalidad. Ang mga sasakyang pinapagana ng gasolinang ito ay kilala sa kanilang pagiging maaasahan, mahusay na pagganap at mahabang buhay ng serbisyo.
Noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang mga gas-generator truck na ZIS-5 at GAZ-AA ay aktibong ginamit sa harap at likuran sa USSR. Sa pagtatapos ng digmaan, humigit-kumulang 200 libong mga kotse na may mga pyrolysis gas engine ang gumagana na sa bansa.
Siyempre, ang paggamit ng naturang gasolina ay pangunahing sanhi ng kakulangan ng mga produktong langis sa bansa noong panahong iyon. Gayunpaman, hindi dapat isipin na ang pyrolysis gas ay ginamit lamang dahil sa depisit sa badyet ng estado. Ang gayong gasolina noong mga panahong iyon ay itinuturing na medyo epektibo at may pag-asa at ginamit hindi lamang sa Russia. Halimbawa, noong 20-30s ng huling siglo, naging laganap ang mga pyrolysis na sasakyan sa mga bansa tulad ng France, Germany, Great Britain, Finland, at Sweden. Gayundin, ang mga makinang nagpapatakbo sa naturang gas ay malawakang ginagamit sa ilang bansa sa Asya. Halimbawa, matagumpay na pinaandar ang mga ganitong uri ng kotse noong panahong iyon sa China, Japan at India.
Makasaysayang background
Ang wood pyrolysis ay isa sa mga unang kemikal na proseso na nagsimulang aktibong gamitin ng mga tao. Sa Russia, halimbawa, ang gayong reaksyon ay malawakang ginamit noong ika-12 siglo para sa paggawa ng pine resin. Ang huli ay higit pang ginamit para sa pagpapabinhi ng mga lubid, gayundin sa pagproseso ng mga sisidlan ng ilog at dagat. Sa isang pang-industriya na sukat, ang mga Swedes ang unang gumamit ng pyrolysis upang mabuntis ang kahoy. Sa bansang ito, ganoon din ang reaksyonginagamit sa paggawa ng impregnating resin.
Sa simula ng ika-20 siglo, nabuo sa Russia ang ilan sa pinakamagagandang wood pyrolysis school sa mundo. Ito ay, siyempre, pangunahin dahil sa katotohanan na maraming kagubatan ang lumalaki sa teritoryo ng ating bansa. Bago ang paggamit ng natural na gas, kami sa Russia ay may malakas na kagamitan sa pagbuo ng gas na naka-install sa maraming mga negosyo. Matagal nang ginamit ang mga naturang installation bago dumating ang mga pinapagana ng natural gas.
Siyempre, nang maglaon, ang naturang kagamitan ay idineklara na hindi na ginagamit. Ang mga generator ng gas ay tinanggal mula sa mga pabrika. At hanggang ngayon, sa kasamaang-palad, ang pyrolysis bilang isang uri ng alternatibong pang-ekonomiyang uri ng gasolina, sa kaibahan sa mga bansang European, ay hindi naging laganap sa Russian Federation. Gayunpaman, ang ganitong uri ng gasolina sa Russia ay kasalukuyang kinikilala bilang medyo promising. Samakatuwid, posible na sa malapit na hinaharap ang pyrolysis gas ay gagamitin nang mas malawak sa ating bansa. Pagkatapos ng lahat, ang paggamit ng naturang gasolina ay nagbibigay-daan hindi lamang upang makatipid ng pera, ngunit din upang i-save ang kapaligiran.
