زيت الانحلال الحراري الحيوي هو منتج سائل معقد مشتق من التحلل الحراري للكتلة الحيوية في غياب الأكسجين.ويتميز بمحتوى مائي مرتفع، ودرجة حموضة منخفضة، ولزوجة عالية، وكمية كبيرة من المركبات المؤكسدة، مما يسهم في عدم استقراره وتآكله.وعلى الرغم من هذه التحديات، فإن للزيت الحيوي إمكانات كمصدر وقود متجدد ويمكن ترقيته لاستخدامه في المحركات أو معالجته بشكل أكبر في المواد الكيميائية.وتستلزم خصائصه، مثل انخفاض قيمة التسخين وعدم الاستقرار التأكسدي، معالجة دقيقة وتحديثه لتحسين جودته وقابليته للاستخدام.
شرح النقاط الرئيسية:
-
المحتوى المائي العالي (20-30%)
- يحتوي الزيت الحيوي على كمية كبيرة من الماء، وهو منتج ثانوي لعملية الانحلال الحراري.
- هذا المحتوى العالي من الماء يقلل من قيمة تسخين الزيت الحيوي ويساهم في عدم استقراره.
- كما أن وجود الماء يجعل الزيت الحيوي أكثر تآكلًا ويصعب تخزينه لفترات طويلة.
-
كثافته أثقل من الماء (1.10-1.25 جم/ملليتر)
- الزيت الحيوي أكثر كثافة من الماء، مما يؤثر على متطلبات التعامل معه وتخزينه.
- وتتأثر هذه الخاصية بالتركيز العالي للمركبات العضوية والمخلفات الصلبة في الزيت الحيوي.
-
قيمة تسخين منخفضة (~ 5600-7700 وحدة حرارية بريطانية/رطل أو 13-18 ميجا جول/كجم)
- قيمة التسخين للزيت الحيوي منخفضة نسبيًا مقارنةً بالوقود الأحفوري التقليدي بسبب محتواه العالي من الأكسجين والماء.
- وهذا يحد من استخدامه المباشر كوقود ويستلزم عمليات ترقية لتحسين كثافة طاقته.
-
المحتوى العالي من الأكسجين (35-50%)
- ينتج المحتوى العالي من الأكسجين في الزيت الحيوي عن المركبات العضوية المؤكسدة التي تنتج أثناء الانحلال الحراري.
- ويساهم ذلك في انخفاض قيمة التسخين والحموضة العالية وعدم الاستقرار التأكسدي.
- وغالبًا ما تكون عمليات نزع الأكسجين مطلوبة لجعل الزيت الحيوي متوافقًا مع وقود المصافي.
-
حموضة عالية (درجة حموضة منخفضة تصل إلى ~ 2)
- الزيت الحيوي حمضي للغاية، مما يجعله متآكلاً لمعدات التخزين والمناولة.
- ويُعزى انخفاض الأس الهيدروجيني في المقام الأول إلى وجود الأحماض العضوية التي تتشكل أثناء الانحلال الحراري.
-
اللزوجة العالية (20-1000 cp @ 40 درجة مئوية)
- الزيت الحيوي لزج، مما قد يؤثر على خصائص تدفقه والتعامل معه.
- تزداد اللزوجة بمرور الوقت بسبب التفاعلات التأكسدية والبلمرة، مما يجعله أقل ملاءمة للاستخدام المباشر.
-
مخلفات صلبة عالية (تصل إلى 40%)
- يحتوي الزيت الحيوي على كمية كبيرة من المخلفات الصلبة التي يمكن أن تسد المرشحات والفوهات في المحركات.
- هذه البقايا هي منتج ثانوي للتحلل الحراري غير الكامل ويمكن تقليلها من خلال الترشيح أو الترقية التحفيزية.
-
عدم الاستقرار التأكسدي
- يتعرض الزيت الحيوي للبلمرة والتكتل والتفاعلات التأكسدية، مما يزيد من لزوجته وتقلبه بمرور الوقت.
- ويستلزم عدم الاستقرار هذا تخزينه ومعالجته بعناية لمنع تدهوره.
-
التطبيقات المحتملة والتحسينات المحتملة
- يمكن استخدام الزيت الحيوي كوقود سائل لمحركات الديزل والتوربينات الغازية لتوليد الكهرباء، على الرغم من التحديات التي تواجهه.
- كما يمكن ترقيته لإنتاج الغاز التخليقي أو وقود الديزل الحيوي أو المواد الكيميائية المتخصصة.
- ويمكن للتحسين التحفيزي أثناء التحلل الحراري أو ما بعد المعالجة أن يحسن جودته واستقراره.
-
مزايا الحرق المشترك والمناولة
- يعتبر الزيت الحيوي جذابًا للحرق المشترك في محطات توليد الطاقة نظرًا لسهولة التعامل معه وانخفاض تكاليف النقل والتخزين مقارنة بالكتلة الحيوية الصلبة.
- كما أن شكله السائل يجعله أكثر ملاءمة للاستخدام في البنية التحتية الحالية للوقود.
وباختصار، يتميز زيت الانحلال الحراري الحيوي بالعديد من الخصائص الصعبة، مثل المحتوى العالي من الماء والأكسجين، وانخفاض قيمة التسخين، وعدم الاستقرار التأكسدي.ومع ذلك، يمكن أن يُستخدم كمصدر وقود متجدد وسليفة لمواد كيميائية قيّمة مع التحسين والمعالجة المناسبين.إن إمكانات الحرق المشترك وتوافقه مع أنظمة الوقود الحالية تجعله بديلاً واعداً للوقود الأحفوري.
جدول ملخص:
| الممتلكات | التفاصيل |
|---|---|
| محتوى الماء العالي | 20-30%، يقلل من قيمة التسخين، ويزيد من عدم الاستقرار والتآكل. |
| الكثافة | 1.10-1.25 جم/ملليتر، أكثر كثافة من الماء. |
| قيمة تسخين منخفضة | ~5600-7700 وحدة حرارية بريطانية/رطل (13-18 ميجا جول/كجم)، مما يحد من استخدام الوقود المباشر. |
| محتوى عالٍ من الأكسجين | 35-50%، يساهم في انخفاض قيمة التسخين وعدم الاستقرار. |
| حموضة عالية | أس هيدروجيني منخفض يصل إلى ~ 2، يسبب تآكل المعدات. |
| لزوجة عالية | 20-1000 سنتيمتر مكعب عند 40 درجة مئوية، تزداد بمرور الوقت. |
| مخلفات صلبة عالية | تصل إلى 40%، يمكن أن تسد المرشحات والفوهات. |
| عدم الاستقرار التأكسدي | عرضة للبلمرة والتكتل، ويتطلب تخزينًا دقيقًا. |
| التطبيقات | وقود المحركات، والغاز الصناعي، والديزل الحيوي، والمواد الكيميائية المتخصصة. |
| مزايا الحرق المشترك | سهولة المناولة وانخفاض تكاليف النقل والتخزين مقارنةً بالكتلة الحيوية الصلبة. |
اكتشف كيف يمكن لزيت الوقود الحيوي بالتحلل الحراري أن يُحدث ثورة في حلول الطاقة الخاصة بك- اتصل بخبرائنا اليوم !
