إن التحلل الحراري للكتلة الحيوية هو عملية تحلل حراري تعمل على تكسير المواد العضوية في غياب الأكسجين، وتنتج ثلاثة أنواع رئيسية من المنتجات: الغازية والسائلة والصلبة.وهذه النواتج هي الغاز الحيوي (أو الغاز المتزامن) والزيت الحيوي والفحم الحيوي.ولكل من هذه المنتجات خصائص وتطبيقات مميزة، مما يجعلها ذات قيمة في مختلف الصناعات.وتعتمد نسب هذه المنتجات على عوامل مثل نوع المادة الأولية للكتلة الحيوية، ودرجة حرارة الانحلال الحراري، وبارامترات العملية.يعد فهم هذه النواتج أمرًا ضروريًا لتحسين عمليات الانحلال الحراري والاستفادة من المخرجات بفعالية.
شرح النقاط الرئيسية:
-
المنتجات الغازية (الغاز الحيوي/الغاز الحيوي):
- التركيب:تتكون النواتج الغازية للتحلل الحراري للكتلة الحيوية في المقام الأول من غازات قابلة للاحتراق مثل أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H₂) والميثان (CH₄) والهيدروكربونات قصيرة السلسلة.كما توجد أيضاً غازات غير قابلة للاحتراق مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs).
-
التطبيقات:
- يمكن استخدام الغاز المتزامن كوقود للتدفئة أو توليد الكهرباء بسبب طبيعته القابلة للاحتراق.
- كما يمكن استخدامه كمادة وسيطة للتخليق الكيميائي، مثل إنتاج الميثانول أو الوقود الصناعي.
- العوامل المؤثرة على المردود:ويعتمد إنتاج الغاز التخليقي وتكوينه على درجة حرارة الانحلال الحراري، مع ارتفاع درجات الحرارة التي تفضل إنتاج الغاز على المنتجات السائلة أو الصلبة.
-
المنتجات السائلة (الزيت الحيوي):
- التركيب:الزيت الحيوي عبارة عن خليط معقد من المركبات العضوية، بما في ذلك الهيدروكربونات الأليفاتية والعطرية، والفينولات، والألدهيدات، والليفوجلوكوزان.كما يحتوي أيضًا على القطران وخل الخشب الغني بالأحماض العضوية والمواد الكيميائية الحيوية الأخرى.
-
التطبيقات:
- يمكن استخدام الزيت الحيوي كوقود متجدد للتدفئة أو توليد الطاقة.
- ويمكن تطويره لإنتاج وقود النقل أو استخدامه كمادة وسيطة لإنتاج المواد الكيميائية.
- ويستخدم خل الخشب، وهو أحد مكونات الزيت الحيوي، في الزراعة كمبيد طبيعي للآفات أو محسن للتربة.
- العوامل المؤثرة على المحصول:يتأثر ناتج الزيت الحيوي بدرجة حرارة الانحلال الحراري، حيث أن درجات الحرارة المعتدلة (حوالي 500 درجة مئوية) تزيد عادةً من إنتاج السائل إلى أقصى حد.
-
المنتجات الصلبة (الفحم الحيوي):
- التركيب:الفحم الحيوي هو البقايا الصلبة المتبقية بعد الانحلال الحراري، ويتكون في المقام الأول من الكربون والمكونات غير المتطايرة من الكتلة الحيوية.وله بنية مسامية ومحتوى عالٍ من الكربون.
-
التطبيقات:
- يُستخدم الفحم الحيوي على نطاق واسع كتعديل للتربة لتحسين خصوبة التربة واحتباس المياه وعزل الكربون.
- كما يمكن استخدامه أيضاً كوقود أو في العمليات الصناعية، مثل التعدين أو تنقية المياه.
- العوامل المؤثرة على المردود:يكون ناتج الفحم الحيوي أعلى في درجات حرارة الانحلال الحراري المنخفضة، حيث تميل درجات الحرارة المرتفعة إلى تكسير المزيد من المواد الصلبة إلى غازات وسوائل.
-
المنتجات الثانوية الأخرى:
- القطران:القطران هو منتج ثانوي سائل لزج يمكن فصله عن الزيت الحيوي.وله تطبيقات في بناء الطرق وكمادة رابطة في العمليات الصناعية.
- خل الخشب:هو منتج ثانوي سائل غني بالأحماض العضوية وغيرها من المواد الكيميائية الحيوية، ويستخدم في الزراعة وكمادة حافظة طبيعية.
- الغازات غير القابلة للتكثيف:هذه الغازات، مثل ثاني أكسيد الكربون₂ والمركبات العضوية المتطايرة، غالبًا ما تستخدم لتسخين غرفة الانحلال الحراري أو يتم التقاطها لاستخدامها مرة أخرى.
-
العوامل المؤثرة على توزيع المنتج:
- تكوين اللقيم:تنتج الأنواع المختلفة من الكتلة الحيوية (مثل الخشب والمخلفات الزراعية والطحالب) نسبًا مختلفة من الغازات والسوائل والمواد الصلبة.
- درجة حرارة الانحلال الحراري:تفضل درجات الحرارة المرتفعة إنتاج الغاز، بينما تفضل درجات الحرارة المنخفضة إنتاج الفحم الحيوي والزيت الحيوي.
- معدل التسخين ووقت الإقامة:يزيد الانحلال الحراري السريع من إنتاج السوائل إلى أقصى حد، في حين أن الانحلال الحراري البطيء يفضل الفحم الحيوي الصلب.
ومن خلال فهم هذه النقاط الرئيسية، يمكن لأصحاب المصلحة في صناعة الانحلال الحراري للكتلة الحيوية تحسين عملياتهم لإنتاج المنتجات المطلوبة بكفاءة واستدامة.كل منتج له تطبيقات فريدة من نوعها، مما يجعل الانحلال الحراري للكتلة الحيوية تكنولوجيا متعددة الاستخدامات وقيمة للطاقة المتجددة واستعادة الموارد.
جدول ملخص:
| المنتج | التركيب | التطبيقات | العوامل المؤثرة على العائد |
|---|---|---|---|
| الغازية (الغاز الحيوي/الغاز الطبيعي) | أول أكسيد الكربون، الهيدروجين، الميثان، الميثان، الهيدروكربونات قصيرة السلسلة، ثاني أكسيد الكربون، المركبات العضوية المتطايرة | وقود للتدفئة/الكهرباء، والمواد الأولية للتخليق الكيميائي (مثل الميثانول والوقود الصناعي) | تساعد درجات حرارة الانحلال الحراري المرتفعة على إنتاج الغاز |
| السائل (الزيت الحيوي) | الهيدروكربونات الأليفاتية/العطرية، الفينولات، الألدهيدات، الليفوغلوكوزان، القطران، خل الخشب | الوقود المتجدد، وقود النقل المطور، والمواد الأولية للمواد الكيميائية، وخل الخشب للزراعة | درجات حرارة معتدلة (حوالي 500 درجة مئوية) تزيد من إنتاج السوائل إلى أقصى حد |
| الصلبة (الفحم الحيوي) | الكربون، مكونات الكتلة الحيوية غير المتطايرة | تعديل التربة (الخصوبة، والاحتفاظ بالماء)، والوقود، والاستخدامات الصناعية (المعادن، وتنقية المياه) | درجات حرارة منخفضة للتحلل الحراري تساعد على إنتاج الفحم الحيوي |
تحسين عملية الانحلال الحراري للكتلة الحيوية لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة- اتصل بخبرائنا اليوم !
