هل زيت الانحلال الحراري للبلاستيك أفضل من الديزل؟ دليل عملي لتحويل النفايات إلى وقود للطاقة

للوهلة الأولى، لا يعتبر زيت الانحلال الحراري للبلاستيك "أفضل" بطبيعته من الديزل التقليدي عند الحكم عليه بناءً على أدائه كوقود جاهز للاستخدام المباشر في المحركات. في شكله الخام، يحتوي على العديد من الخصائص الأقل جودة، بما في ذلك انخفاض جودة الاشتعال وارتفاع درجة التآكل، مما يمنعه من أن يكون بديلاً مباشراً. ومع ذلك، تكمن قيمته الحقيقية في إمكاناته كحل للاقتصاد الدائري، حيث يحول نفايات البلاستيك غير القابلة لإعادة التدوير إلى مصدر طاقة قيم.

السؤال ليس ما إذا كان زيت الانحلال الحراري وقودًا أفضل "جاهزًا للاستخدام" - فهو ليس كذلك. الاعتبار الحقيقي هو دوره في النظام البيئي الأوسع للطاقة والنفايات، حيث يعمل كجسر حاسم بين إدارة نفايات البلاستيك وإنتاج الوقود السائل.

ما هو زيت الانحلال الحراري للبلاستيك؟

لمقارنته بالديزل، يجب علينا أولاً أن نفهم ماهيته وكيفية صنعه. هذا السياق أساسي لفهم نقاط قوته وضعفه.

شرح عملية الانحلال الحراري

الانحلال الحراري هو التحلل الحراري للمواد في درجات حرارة مرتفعة في بيئة تفتقر إلى الأكسجين.

بشكل أساسي، يتم تفتيت نفايات البلاستيك المختلطة وتسخينها إلى 400-600 درجة مئوية (750-1100 درجة فهرنهايت) بدون هواء. تكسر هذه العملية سلاسل البوليمر الطويلة للبلاستيك إلى جزيئات هيدروكربونية متطايرة أصغر، والتي يتم تكثيفها بعد ذلك إلى سائل يُعرف باسم زيت الانحلال الحراري.

الهدف: تحويل النفايات إلى مورد

الدافع الأساسي للانحلال الحراري ليس إنشاء وقود فائق الجودة، بل إضفاء قيمة على النفايات.

إنه يوفر مسارًا لإعادة التدوير الكيميائي للبلاستيك منخفض الدرجة والمختلط والملوث الذي يُتجه بخلاف ذلك إلى مدافن النفايات أو الحرق. هذا يحول مشكلة بيئية كبيرة إلى مصدر طاقة محلي محتمل.

مقارنة مباشرة: زيت الانحلال الحراري مقابل الديزل

عند تقييمه مقابل معايير وقود الديزل المعمول بها (مثل ASTM D975 أو EN 590)، فإن زيت الانحلال الحراري الخام يقصر في العديد من المجالات الحيوية.

رقم السيتان (جودة الاشتعال)

يقيس رقم السيتان مدى سهولة اشتعال الوقود تحت الضغط. تعتمد محركات الديزل على الاشتعال بالضغط العالي، مما يجعل هذا معيارًا حيويًا.

الديزل: يتراوح رقم السيتان لوقود الديزل القياسي بين 40 و 55.
زيت الانحلال الحراري: غالبًا ما يكون لزيت الانحلال الحراري الخام رقم سيتان منخفض جدًا، وأحيانًا أقل من 30. يؤدي هذا إلى تأخير الاشتعال، وتشغيل خشن للمحرك، واحتراق غير مكتمل.

اللزوجة والكثافة

تؤثر اللزوجة على مدى جودة تذرية الوقود عند رشه بواسطة حاقن.

عادة ما يكون زيت الانحلال الحراري أكثر كثافة ولزوجة من الديزل. يمكن أن يؤدي هذا إلى إجهاد مضخات الوقود ويؤدي إلى تذرية ضعيفة، مما ينتج عنه قطرات وقود أكبر لا تحترق بكفاءة.

القيمة الحرارية (محتوى الطاقة)

القيمة الحرارية، أو قيمة التسخين، هي كمية الطاقة المنبعثة أثناء الاحتراق.

عادة ما يكون محتوى الطاقة في زيت الانحلال الحراري أقل بنسبة 5-10% من الديزل التقليدي. هذا يعني أن هناك حاجة إلى المزيد من الوقود لإنتاج نفس القدر من الطاقة.

الحموضة والتآكل

هذا هو أحد أهم الحواجز التقنية.

يمكن أن تؤدي المواد البلاستيكية مثل PET والشوائب الموجودة في المواد الأولية إلى إدخال الأكسجين في الزيت، مما يؤدي إلى تكوين الأحماض الكربوكسيلية والفينولات. هذا يجعل الزيت حمضيًا ومسببًا للتآكل بدرجة عالية لخطوط الوقود والمضخات ومكونات المحرك القياسية. وقود الديزل غير مسبب للتآكل.

محتوى الكبريت والكلور

تنتقل الملوثات الموجودة في نفايات البلاستيك مباشرة إلى ملوثات في الزيت.

إذا كانت المواد الأولية تحتوي على PVC (بولي فينيل كلوريد)، فسيكون الزيت الناتج ذا محتوى كلور عالٍ. أثناء الاحتراق، يشكل هذا حمض الهيدروكلوريك، وهو مادة شديدة التآكل. وبالمثل، فإن أي كبريت في نفايات البلاستيك سينتهي في الزيت، مما يساهم في انبعاثات أكاسيد الكبريت (SOx).

فهم المفاضلات: واقع استخدام زيت الانحلال الحراري

توضح المقارنة أعلاه أن استخدام زيت الانحلال الحراري الخام مباشرة ليس ممكنًا. يتضمن تطبيقه العملي تحديات كبيرة ومزيدًا من المعالجة.

الحاجة الحاسمة إلى الترقية

يُفضل النظر إلى زيت الانحلال الحراري الخام على أنه نفط خام اصطناعي، وليس وقودًا نهائيًا. لكي يكون قابلاً للاستخدام في محرك ديزل حديث، يجب أن يخضع لعملية ترقية مكثفة، وتتم بشكل أساسي من خلال عملية تسمى المعالجة الهيدروجينية.

تستخدم المعالجة الهيدروجينية الهيدروجين والضغط العالي والمحفز لتثبيت الوقود وإزالة الملوثات. إنها تزيد من رقم السيتان، وتقلل من الحموضة، وتزيل الكبريت والكلور والنيتروجين. تضيف هذه العملية تكلفة وتعقيدًا كبيرين.

مخاطر أداء المحرك ومتانته

يمكن أن يؤدي استخدام زيت الانحلال الحراري الخام أو غير المحدث بشكل صحيح إلى مشاكل خطيرة في المحرك. وتشمل هذه انسداد حاقنات الوقود، وتراكم الكربون على المكابس والصمامات، والتآكل المتسارع لمكونات المحرك بسبب التآكل.

المعادلة البيئية

الميزة الأساسية لزيت الانحلال الحراري هي بيئية: فهو يحول نفايات البلاستيك بعيدًا عن مدافن النفايات والمحيطات.

ومع ذلك، فإن العملية ليست خالية من الانبعاثات. يتطلب الانحلال الحراري مدخلات طاقة، ولا يزال حرق الوقود النهائي ينتج ثاني أكسيد الكربون وملوثات أخرى مثل أكاسيد النيتروجين. تعتمد الفائدة الإجمالية بشكل كبير على كفاءة المصنع ونوع النفايات التي تتم معالجتها.

اتخاذ القرار الصحيح لتطبيقك

يعتمد الاستخدام "الأفضل" لزيت الانحلال الحراري للبلاستيك كليًا على الهدف النهائي. إنه ليس حلاً يناسب الجميع.

إذا كان تركيزك الأساسي هو وقود جاهز للاستخدام في المركبات الحديثة: زيت الانحلال الحراري غير المكرر غير مناسب. يجب عليك استخدام نسخة مُحدثة ومكررة بدرجة عالية تلبي جميع مواصفات الديزل القياسية.
إذا كان تركيزك الأساسي هو توليد الطاقة الثابتة أو التدفئة الصناعية: يمكن للمحركات أو الغلايات أو الأفران الأقل تطلبًا غالبًا أن تتسامح مع أنواع الوقود ذات الجودة المنخفضة، مما يجعل زيت الانحلال الحراري غير المكرر أو المعالج بالحد الأدنى خيارًا أكثر جدوى لتوليد الحرارة والطاقة.
إذا كان تركيزك الأساسي هو الاستدامة واسعة النطاق: المسار الأكثر إثارة هو استخدام زيت الانحلال الحراري كمادة أولية لمصافي النفط الحالية. هنا، يمكن مزجه مع النفط الخام التقليدي ومعالجته بشكل مشترك لإنتاج البنزين والديزل والمنتجات الأخرى القياسية، والاستفادة من البنية التحتية الضخمة الحالية.
إذا كان تركيزك الأساسي هو بديل للديزل على المدى القريب: يعد مزج نسبة صغيرة (5-20%) من زيت الانحلال الحراري المُحدث مع الديزل التقليدي نهجًا عمليًا يقلل من استهلاك الوقود الأحفوري مع التخفيف من مخاطر استخدام وقود بديل بنسبة 100%.

في نهاية المطاف، يعد زيت الانحلال الحراري للبلاستيك أداة قوية لإعادة التدوير الكيميائي تنشئ نفطًا خامًا اصطناعيًا، وليس وقود ديزل نهائيًا.

جدول الملخص:

الميزة	الديزل التقليدي	زيت الانحلال الحراري للبلاستيك الخام
رقم السيتان (الاشتعال)	40-55	< 30 (ضعيف)
محتوى الطاقة	مرتفع (قياسي)	أقل بنسبة 5-10%
التآكل	غير مسبب للتآكل	حمضي ومسبب للتآكل بدرجة عالية
الاستخدام الأساسي	وقود مباشر للمحرك	مادة أولية للترقية أو التدفئة الصناعية
الدور البيئي	وقود أحفوري	حل الاقتصاد الدائري لنفايات البلاستيك

هل أنت مستعد لاستكشاف حلول لاحتياجات المختبر الخاصة بك في مجال الطاقة أو اختبار المواد؟

في KINTEK، نحن متخصصون في توفير معدات المختبرات والمواد الاستهلاكية الدقيقة اللازمة لتحليل أنواع الوقود البديلة، واختبار خصائص المواد، ودفع أبحاث الاستدامة الخاصة بك. سواء كنت تعمل على منتجات الانحلال الحراري أو تطور مصادر طاقة جديدة، يمكن لخبرتنا دعم مشاريعك.

اتصل بخبرائنا اليوم لمناقشة كيف يمكننا المساعدة في تحقيق أهداف البحث والتطوير الخاصة بك.