الاحتراق بالتحلل الحراري هو عملية تحلل حراري تعمل على تكسير المواد العضوية في غياب الأكسجين، مما ينتج عنه مجموعة متنوعة من المنتجات القيمة. وتشمل هذه المنتجات المخلفات الصلبة مثل الفحم أو فحم الكوك، والمنتجات السائلة مثل زيت الانحلال الحراري، والمخرجات الغازية مثل الغاز المتزامن. ويعتمد التركيب والعائد المحدد لهذه المنتجات على نوع المواد التي تتم معالجتها وظروف الانحلال الحراري والمعدات المستخدمة. ويعد زيت الانحلال الحراري وأسود الكربون والأسلاك الفولاذية والغاز المتزامن من المخرجات الشائعة من الانحلال الحراري للإطارات، في حين أن المواد الأخرى مثل البلاستيك والمطاط قد تنتج بنسب مختلفة. منتجات الانحلال الحراري متعددة الاستخدامات إلى حد كبير، حيث تجد تطبيقات في إنتاج الطاقة والصناعات الكيميائية وكمواد خام لمزيد من المعالجة.
شرح النقاط الرئيسية:
-
المخلفات الصلبة (الفحم أو فحم الكوك):
- الوصف: المخلفات الصلبة هي أحد المنتجات الرئيسية للتحلل الحراري، وغالباً ما يشار إليها باسم الفحم أو فحم الكوك. هذه المخلفات غنية بالكربون وقد تحتوي على رماد حسب المادة الأولية.
-
التطبيقات:
- الكشط: يمكن ضغط الفحم في قوالب الفحم النباتي لاستخدامه كوقود صلب.
- إنتاج الطاقة: يمكن حرقه لتوليد الحرارة أو الكهرباء.
- المواد الماصة: يُستخدم الفحم في أنظمة تنقية المياه وتنقية الهواء نظرًا لقدرته العالية على الامتزاز.
- الزراعة: يستخدم كتعديل للتربة لتحسين صحة التربة وخصوبتها.
- مثال على ذلك: في عملية التحلل الحراري للإطارات، يعتبر أسود الكربون من المخلفات الصلبة الكبيرة، حيث يشكل 30-35% من الناتج.
-
المنتجات السائلة (زيت الانحلال الحراري):
- الوصف: زيت الانحلال الحراري عبارة عن خليط معقد من المركبات العضوية، بما في ذلك الزيوت الخفيفة والثقيلة والقطران والسوائل الأخرى القابلة للتكثيف. يختلف التركيب بناءً على المادة الأولية وظروف الانحلال الحراري.
-
التطبيقات:
- الوقود البديل: يمكن استخدام زيت الانحلال الحراري مباشرةً كوقود في الغلايات أو الأفران الصناعية.
- التكرير إلى وقود الديزل الحيوي: ويمكن معالجته كذلك لإنتاج وقود الديزل الحيوي أو أنواع الوقود السائل الأخرى.
- اللقيم الكيميائي: يمكن استخدام الزيت كمادة خام لإنتاج المواد الكيميائية والبلاستيك.
- مثال على ذلك: في التحلل الحراري للإطارات، يتراوح ناتج الزيت بين 35-45%، اعتمادًا على نوع الإطارات وظروف التحلل الحراري.
-
المنتجات الغازية (الغازات المتجانسة):
- الوصف: الغاز المخلوط، أو غاز التخليق، هو خليط من الغازات القابلة للاحتراق مثل أول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان، إلى جانب الغازات غير القابلة للاحتراق والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs).
-
التطبيقات:
- توليد الطاقة: يمكن حرق الغاز المتزامن لإنتاج الحرارة أو الكهرباء، وغالبًا ما يستخدم داخل مصنع الانحلال الحراري للحفاظ على العملية.
- التخليق الكيميائي: ويُستخدم كمادة وسيطة لإنتاج المواد الكيميائية مثل الميثانول والأمونيا.
- الوقود: يمكن استخدام الغاز المتزامن كوقود في محركات الغاز أو التوربينات.
- مثال على ذلك: في التحلل الحراري للإطارات، يشكل الغاز المتزامن 8-15% من الناتج ويستخدم في المقام الأول لتغذية عملية التحلل الحراري نفسها.
-
المنتجات الثانوية والمنتجات الثانوية:
- الوصف: واعتمادًا على المادة الخام، يمكن أن ينتج عن الانحلال الحراري منتجات ثانوية إضافية مثل الأسلاك الفولاذية (من الإطارات)، والمستخلص الحمضي، والزيت الحيوي.
-
التطبيقات:
- أسلاك فولاذية: يمكن إعادة تدوير الأسلاك الفولاذية المستعادة من الانحلال الحراري للإطارات واستخدامها في تصنيع منتجات فولاذية جديدة.
- مستخلص الحمض: تستخدم في الصناعات الكيميائية لمختلف التطبيقات.
- الزيت الحيوي: يمكن استخدامه كوقود أو تكريره إلى مواد كيميائية.
- مثال على ذلك: في التحلل الحراري للإطارات، يشكل السلك الفولاذي 8-15% من الناتج وغالبًا ما يتم إعادة تدويره.
-
العوامل المؤثرة في تركيبة المنتج:
- نوع اللقيم: تنتج المواد المختلفة (مثل الإطارات والبلاستيك والمطاط وحمأة الزيت) نسبًا مختلفة من المنتجات الصلبة والسائلة والغازية.
- ظروف الانحلال الحراري: تؤثر درجة الحرارة ومعدل التسخين وزمن المكوث بشكل كبير على توزيع المنتج.
- تصميم المعدات: يمكن أن يؤثر تصميم مفاعل الانحلال الحراري وكفاءته على محصول المنتجات وجودتها.
-
الفوائد البيئية والاقتصادية:
- الحد من النفايات: يساعد الانحلال الحراري في إعادة التدوير الفعال للنفايات، مما يقلل من استخدام مدافن النفايات والتلوث البيئي.
- استرداد الموارد: يتم استرداد مواد قيّمة مثل أسود الكربون والصلب والغازات المتزامنة، مما يساهم في الحفاظ على الموارد.
- استعادة الطاقة: تعمل العملية على تحويل النفايات إلى طاقة قابلة للاستخدام، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري.
وباختصار، ينتج عن الاحتراق بالتحلل الحراري مجموعة من المنتجات القيمة، بما في ذلك المخلفات الصلبة مثل الفحم وفحم الكوك، والمنتجات السائلة مثل زيت الانحلال الحراري، والمخرجات الغازية مثل الغاز المتزامن. ولهذه المنتجات تطبيقات متنوعة في إنتاج الطاقة والصناعات الكيميائية وكمواد خام لمزيد من المعالجة. ويعتمد التركيب المحدد لهذه المنتجات وعائدها على المادة الأولية وظروف الانحلال الحراري والمعدات المستخدمة، مما يجعل الانحلال الحراري عملية متعددة الاستخدامات وقيّمة لإدارة النفايات واستعادة الموارد.
جدول ملخص:
| نوع المنتج | أمثلة | التطبيقات | مثال على العائد |
|---|---|---|---|
| المخلفات الصلبة | الفحم، فحم الكوك، أسود الكربون | التكوير، وإنتاج الطاقة، والمواد الماصة، والزراعة | 30-35% (الانحلال الحراري للإطارات) |
| المنتجات السائلة | زيت الانحلال الحراري | الوقود البديل، وتكرير وقود الديزل الحيوي، والمواد الخام الكيميائية | 35-45% (الانحلال الحراري للإطارات) |
| المنتجات الغازية | الغاز المتزامن (ثاني أكسيد الكربون، H2، الميثان) | توليد الطاقة والتركيب الكيميائي والوقود | 8-15% (الانحلال الحراري للإطارات) |
| المنتجات الثانوية | سلك فولاذي، مستخلص الحمض | إعادة التدوير، والصناعات الكيميائية، وتكرير الوقود | 8-15% (الانحلال الحراري للإطارات) |
| العوامل المؤثرة | المواد الخام، والشروط | درجة الحرارة، ومعدل التسخين، وزمن المكوث، وتصميم المفاعل | تختلف حسب المادة |
تعلم كيف يمكن للتحلل الحراري أن يحول النفايات إلى موارد قيمة- تواصل مع خبرائنا اليوم !
