يتم إنتاج زيت الانحلال الحراري، المعروف أيضًا باسم الزيت الحيوي، من خلال عملية تسمى الانحلال الحراري، والتي تنطوي على التحلل الحراري للكتلة الحيوية في غياب الأكسجين. وتحول هذه العملية الكتلة الحيوية إلى زيت حيوي سائل وفحم وغازات. وتتمثل الخطوة الأساسية في صنع زيت الانحلال الحراري في التسخين السريع للكتلة الحيوية إلى درجات حرارة عالية، عادةً ما تكون حوالي 500 درجة مئوية، يليها تبريد سريع لتكثيف الأبخرة إلى شكل سائل.
ملخص العملية:
- تسخين الكتلة الحيوية: يتم تسخين مواد الكتلة الحيوية مثل الخشب أو العشب أو برسيم الذرة إلى درجات حرارة عالية (حوالي 500 درجة مئوية) في مفاعل خالٍ من الأكسجين. هذه الخطوة حاسمة لأن غياب الأكسجين يمنع الاحتراق ويؤدي بدلاً من ذلك إلى التحلل الحراري.
- التكثيف: يتم تبريد الأبخرة الناتجة أثناء التسخين بسرعة، مما يؤدي إلى تكثيف هذه الأبخرة إلى سائل يعرف باسم الزيت الحيوي. وهذا السائل هو المنتج الأساسي لعملية الانحلال الحراري.
- المنتجات الثانوية: إلى جانب الزيت الحيوي، تنتج العملية أيضًا فحمًا (شكل من أشكال الفحم أو الفحم الحيوي) وغازات مختلفة قابلة للاشتعال مثل الميثان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون. ويمكن استخدام هذه الغازات لتوفير الحرارة للمفاعل، وبالتالي الحفاظ على عملية الانحلال الحراري.
شرح مفصل:
-
تسخين الكتلة الحيوية: يعد اختيار الكتلة الحيوية أمرًا بالغ الأهمية لأنه يحدد نوعية وكمية الزيت الحيوي المنتج. وتشمل الكتلة الحيوية الشائعة الاستخدام المخلفات الزراعية والخشب ومحاصيل الطاقة. يتم تسخين الكتلة الحيوية في بيئة محكومة حيث يتم استبعاد الأكسجين أو وجوده بكميات قليلة. ويتحقق ذلك عادةً باستخدام مفاعل مغلق أو بإدخال الكتلة الحيوية في بيئة خالية من الأكسجين. تؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى تكسير الكتلة الحيوية إلى جزيئات أصغر.
-
التكثيف: عندما تتحلل الكتلة الحيوية، فإنها تطلق غازات وأبخرة. وتكون هذه الأبخرة غنية بالمركبات العضوية ويتم تبريدها بسرعة لتكثيفها إلى حالة سائلة. وهذا السائل، الزيت الحيوي، هو خليط معقد من الماء والمركبات العضوية المختلفة. والتبريد السريع ضروري لمنع إعادة بلمرة الأبخرة، مما قد يؤدي إلى تكوين الفحم أو المخلفات الصلبة الأخرى.
-
المنتجات الثانوية: تشمل الغازات الناتجة أثناء الانحلال الحراري، والمعروفة باسم الغاز التخيلي، الميثان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون. وتعتبر هذه الغازات ذات قيمة حيث يمكن استخدامها كوقود لتسخين المفاعل، مما يجعل العملية مكتفية ذاتيًا. والفحم أو الفحم الحيوي هو مادة صلبة غنية بالكربون يمكن استخدامها كتعديل للتربة أو كمصدر للوقود. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الغازات غير القابلة للتكثيف لتوليد الكهرباء.
الخلاصة:
يعد الانحلال الحراري طريقة متعددة الاستخدامات وفعالة لتحويل الكتلة الحيوية إلى منتجات قيّمة، بما في ذلك الزيت الحيوي الذي يمكن تكريره إلى وقود ومواد كيميائية. وتساهم هذه العملية أيضًا في الحد من النفايات ويمكن تصميمها لإنتاج منتجات ثانوية مختلفة اعتمادًا على الاحتياجات والظروف المحددة لنظام الانحلال الحراري.
