الانحلال الحراري هو عملية تحلل حراري كيميائي حراري تحدث في غياب الأكسجين، مما يؤدي إلى تكسير المواد العضوية إلى منتجات مختلفة.وتنتج هذه العملية ثلاثة أنواع رئيسية من المنتجات: المواد الصلبة (مثل الفحم أو أسود الكربون)، والسوائل (مثل زيت الانحلال الحراري)، والغازات (الغازات غير القابلة للتكثيف مثل الهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون).ويُعد الغاز الناتج أثناء الانحلال الحراري، الذي يشار إليه غالباً باسم الغاز التخليلي أو غاز الانحلال الحراري، منتجاً ثانوياً مهماً ويتكون عادةً من الهيدروجين والميثان والهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.ويمكن استخدام هذا الغاز كمصدر للطاقة داخل مصنع الانحلال الحراري أو في تطبيقات صناعية أخرى.يعتمد إنتاج الغاز وتكوينه على عوامل مثل نوع المادة الأولية ودرجة الحرارة وظروف العملية.
شرح النقاط الرئيسية:
-
تعريف الانحلال الحراري:
- الانحلال الحراري هو عملية تحلل حراري تحدث في غياب الأكسجين.وهي تكسر المواد العضوية إلى نواتج صلبة وسائلة وغازية.
-
نواتج الانحلال الحراري:
- المخلفات الصلبة:يشمل الفحم أو الفحم الحيوي أو أسود الكربون، الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون ويمكن استخدامه في تطبيقات مثل صناعة القوالب أو إنتاج الطاقة أو الزراعة.
- المنتجات السائلة:زيت الانحلال الحراري، الذي يمكن استخدامه كوقود بديل أو تكريره إلى وقود الديزل الحيوي.
- المنتجات الغازية:الغازات غير القابلة للتكثيف مثل الهيدروجين (H2) والميثان (CH4) والهيدروكربونات (CnHm) وأول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO2).
-
تكوين غاز الانحلال الحراري:
-
الغاز الذي ينتج أثناء الانحلال الحراري، وغالبًا ما يطلق عليه الغاز المترابط، هو خليط من غازات مختلفة.ويعتمد التركيب الدقيق على المادة الأولية وظروف العملية ولكنه يتضمن عادةً ما يلي:
- الهيدروجين (H2)
- الميثان (CH4)
- الهيدروكربونات (CnHm)
- أول أكسيد الكربون (CO)
- ثاني أكسيد الكربون (CO2)
- النيتروجين (N)
-
الغاز الذي ينتج أثناء الانحلال الحراري، وغالبًا ما يطلق عليه الغاز المترابط، هو خليط من غازات مختلفة.ويعتمد التركيب الدقيق على المادة الأولية وظروف العملية ولكنه يتضمن عادةً ما يلي:
-
استخدامات غاز الانحلال الحراري:
- توليد الطاقة:يمكن احتراق الغاز لتوليد الطاقة الحرارية، والتي غالبًا ما تستخدم للحفاظ على عملية الانحلال الحراري نفسها.
- التطبيقات الصناعية:يمكن استخدام الغاز المتزامن في التخليق الكيميائي أو كوقود في الشعلات الصناعية.
- الاستخدام المشترك مع المنتجات السائلة:في بعض الحالات، يمكن استخدام الغاز والمنتجات السائلة معًا، مثل توفير الغاز التخليقي الساخن مباشرةً إلى الموقد أو غرفة الأكسدة.
-
العوامل المؤثرة على إنتاج الغاز:
- درجة الحرارة:تفضل درجات الحرارة المرتفعة عمومًا إنتاج المكونات الغازية.
- المواد الأولية:يؤثر نوع المادة التي يتم تحللها حراريًا (على سبيل المثال، الخشب والبلاستيك والمطاط) على إنتاج الغاز وتكوينه.
- ظروف العملية:يمكن أن تؤثر المتغيرات مثل معدل التسخين وزمن المكوث والضغط على ناتج الغاز.
-
أمثلة على إنتاج غاز الانحلال الحراري:
- الانحلال الحراري للأخشاب:ينتج الغازات الخفيفة (ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون) والكحوليات الخفيفة والألدهيدات والكيتونات والقطران، إلى جانب المخلفات الصلبة مثل الفحم.
- التحلل الحراري للإطارات:ينتج غازًا متزامنًا (8-15% من إجمالي الناتج) إلى جانب زيت الانحلال الحراري وأسود الكربون وأسلاك الصلب.
- الانحلال الحراري للبلاستيك والمطاط:قد يختلف ناتج الغاز تبعاً لتركيب المادة، ولكنه يتضمن عموماً مزيجاً من الهيدروكربونات والغازات الأخرى.
-
الأهمية البيئية والصناعية:
- يتميز غاز الانحلال الحراري بقيمة حرارية عالية، مما يجعله مورداً قيماً لاستعادة الطاقة.
- وتسهم العملية في الحد من النفايات عن طريق تحويل النفايات العضوية إلى منتجات مفيدة، بما في ذلك الغازات الغنية بالطاقة.
وباختصار، ينتج عن الانحلال الحراري غاز، وهذا الغاز هو منتج ثانوي قيّم يمكن استخدامه لتوليد الطاقة أو التطبيقات الصناعية.ويعتمد تركيب الغاز وإنتاجه على المادة الأولية وظروف العملية، ولكنه يتضمن عادةً مزيجًا من الهيدروجين والميثان والهيدروكربونات وأكاسيد الكربون.
جدول ملخص:
| الجانب | التفاصيل |
|---|---|
| تعريف | التحلل الحراري للمواد العضوية بدون أكسجين. |
| المنتجات | المواد الصلبة (الفحم، والفحم الحيوي)، والسوائل (زيت الانحلال الحراري)، والغازات (الغاز المتزامن). |
| تكوين الغاز | الهيدروجين (H2)، والميثان (CH4)، والهيدروكربونات (CnHm)، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، والنيتروجين (N). |
| استخدامات غاز الانحلال الحراري | توليد الطاقة، والتطبيقات الصناعية، والتخليق الكيميائي. |
| العوامل المؤثرة على الغاز | درجة الحرارة، ونوع المادة الخام، وظروف العملية (معدل التسخين، والضغط). |
| أمثلة على ذلك | ينتج عن الانحلال الحراري للأخشاب والإطارات والبلاستيك والمطاط تركيبات غاز مختلفة. |
اكتشف كيف يمكن لغاز الانحلال الحراري أن يفيد عملياتك- اتصل بخبرائنا اليوم !
