التحلل الحراري السريع هو عملية كيميائية حرارية كيميائية تحول الكتلة الحيوية إلى زيت حيوي وفحم حيوي وغاز تخليقي. وعادةً ما يتراوح إنتاج الزيت الحيوي من الانحلال الحراري السريع بين 50% إلى 75% من حيث الوزن، وذلك حسب ظروف التشغيل والمادة الأولية وتصميم المفاعل. وفي حين تشير بعض المصادر إلى أن العائد من الزيت الحيوي يصل إلى 60%، تشير مصادر أخرى إلى أن العائد يصل إلى 75%. وقد تم تحسين العملية لمعدلات تسخين عالية ودرجات حرارة معتدلة (حوالي 500 درجة مئوية) لزيادة إنتاج الزيت الحيوي إلى أقصى حد. والزيت الحيوي غني بالمركبات المؤكسدة والماء، مما يجعله غير مستقر ومتآكل، الأمر الذي يستلزم المزيد من التحسين لاستخدامه كوقود. ويتم إنتاج المنتجات المتبقية، وهي الفحم الحيوي والغاز التخليقي، بكميات أقل ويمكن استخدامها لاستعادة الطاقة أو تطبيقات أخرى.
شرح النقاط الرئيسية:
-
نطاق إنتاجية الزيت الحيوي:
- ينتج عن التحلل الحراري السريع عادةً 50-75% بالوزن 50-75% زيت حيوي ، مع تحديد بعض المصادر 60-70% بالوزن 60-70% في ظل ظروف محسنة.
- ويعتمد العائد على عوامل مثل نوع المادة الوسيطة وتصميم المفاعل وبارامترات التشغيل (مثل درجة الحرارة ومعدل التسخين).
- المرجع الذي ينص على 75% من الزيت الحيوي بالوزن 75% هو أمر شاذ، حيث تشير معظم المصادر إلى نطاق أقرب إلى 60-70% بالوزن 60-70% .
-
شروط العملية:
- يعمل الانحلال الحراري السريع عند درجات حرارة معتدلة (حوالي 500 درجة مئوية) و معدلات تسخين عالية (1000 درجة مئوية/ثانية) .
- وقد صُممت هذه الظروف لتعظيم إنتاج الزيت الحيوي عن طريق التحلل السريع للكتلة الحيوية إلى أبخرة، والتي يتم تكثيفها بعد ذلك إلى زيت حيوي سائل.
-
المنتجات الثانوية:
- الفحم الحيوي: أنتجت في غلة 12-25% بالوزن 12-25% حسب العملية. يمكن استخدام الفحم الحيوي كتعديل للتربة أو لعزل الكربون.
- الغاز الطبيعي: العائدات عادةً 10-20٪ بالوزن 10-20٪ بالوزن تتكون من غازات قابلة للاشتعال مثل الميثان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون. ويمكن استخدام هذه الغازات للحفاظ على عملية الانحلال الحراري أو لتوليد الطاقة.
-
خصائص الزيت الحيوي:
- الزيت الحيوي غني بـ المركبات العضوية المؤكسدة ويحتوي على المياه مما يجعلها غير مستقرة ومسببة للتآكل .
- تستلزم هذه الخصائص عمليات الترقية مثل إزالة الأكسجين، لجعلها متوافقة مع وقود المصافي التقليدية.
-
التحسين والتباين:
- يمكن أن تختلف العوائد بشكل كبير بناءً على تركيبة المواد الأولية (على سبيل المثال، الأخشاب والمخلفات الزراعية) و تحسين العملية .
- يمكن أن يحقق الانحلال الحراري السريع، وهو نوع من أنواع الانحلال الحراري السريع، ما يلي عوائد الزيت الحيوي بنسبة 60-75% بالوزن بالوزن الوازن في ظل الظروف المثلى.
-
مقارنة مع الانحلال الحراري البطيء:
- على عكس الانحلال الحراري السريع, الانحلال الحراري البطيء تم تحسينه للحصول على إنتاجية أعلى من الفحم الحيوي (تصل إلى 50 في المائة بالوزن )، مع انخفاض إنتاج الزيت الحيوي.
- وهذا يسلط الضوء على أهمية اختيار طريقة الانحلال الحراري المناسبة بناءً على توزيع المنتج المطلوب.
باختصار، يمكن أن ينتج عن الانحلال الحراري السريع ما يلي 60٪ زيت حيوي حيوي في الظروف العادية، ولكن يمكن أن يتراوح العائد من 50% إلى 75% اعتمادًا على التحسين والمواد الأولية. وصُممت العملية لزيادة إنتاج الزيت الحيوي إلى أقصى حد، مع استخدام الفحم الحيوي والغاز الصناعي كمنتجات ثانوية. ويتطلب الزيت الحيوي ترقية الزيت الحيوي بسبب عدم استقراره وطبيعته المسببة للتآكل، مما يجعله مناسبًا للاستخدام كوقود أو كمادة وسيطة كيميائية.
جدول ملخص:
| أسبكت | التفاصيل |
|---|---|
| إنتاجية الزيت الحيوي | 50-75% بالوزن (عادةً 60-70% بالوزن في الظروف المثلى) |
| درجة حرارة العملية | ~500 °C |
| معدل التسخين | 1000 درجة مئوية/ثانية |
| إنتاجية الفحم الحيوي | 12-25% بالوزن 12-25% |
| إنتاجية الغاز الطبيعي | 10-20٪ بالوزن 10-20٪ بالوزن |
| خصائص الزيت الحيوي | غنية بالمركبات المؤكسدة، غير مستقرة، متآكلة، تتطلب ترقية |
| العوامل الرئيسية | نوع المادة اللقيمة، وتصميم المفاعل، ودرجة الحرارة، ومعدل التسخين |
تعلم كيفية تحسين التحلل الحراري السريع لتلبية احتياجاتك- تواصل مع خبرائنا اليوم !
