الانحلال الحراري هو عملية تحلل حراري كيميائي كيميائي يعمل على تكسير المواد العضوية في غياب الأكسجين، مما ينتج عنه مجموعة متنوعة من المنتجات الصلبة والسائلة والغازية.وتتكون الغازات الناتجة أثناء الانحلال الحراري، والتي يشار إليها غالبًا باسم غاز الانحلال الحراري أو الغاز المتزامن، في المقام الأول من الهيدروجين (H2) والميثان (CH4) وأول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO2) ومختلف الهيدروكربونات (CnHm).ويعتمد التركيب المحدد للغاز على المادة الأولية وظروف المعالجة، مثل درجة الحرارة ومعدل التسخين.هذه الغازات غير قابلة للتكثيف وغالبًا ما تستخدم لتوليد الطاقة الحرارية لعملية الانحلال الحراري نفسها أو كمصدر للوقود.بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن ينتج عن الانحلال الحراري كحوليات خفيفة وألدهيدات ومركبات عضوية متطايرة أخرى، اعتمادًا على المادة الأولية ومعايير العملية.
شرح النقاط الرئيسية:
-
الغازات الأولية الناتجة عن الانحلال الحراري:
- الهيدروجين (H2):الهيدروجين هو أحد المكونات الرئيسية لغاز الانحلال الحراري، وهو وقود نظيف الاحتراق ذو محتوى عالٍ من الطاقة.
- الميثان (CH4):غاز هيدروكربوني هو أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي، وينتج الميثان أيضاً أثناء الانحلال الحراري ويمكن استخدامه كوقود.
- أول أكسيد الكربون (CO):غاز قابل للاشتعال يمكن استخدامه في العمليات الصناعية أو كوقود.
- ثاني أكسيد الكربون (CO2):منتج ثانوي للتحلل الحراري، وغالبًا ما يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون بكميات صغيرة.
- الهيدروكربونات (CnHm):وتشمل هذه مجموعة من الهيدروكربونات الغازية، مثل الإيثان والبروبان والبيوتان، والتي تعتبر ذات قيمة كوقود أو مواد وسيطة كيميائية.
-
العوامل المؤثرة في تكوين الغاز:
- نوع اللقيم:ويؤثر نوع المادة العضوية التي يتم تحللها حرارياً (مثل الخشب والبلاستيك والمطاط) بشكل كبير على تكوين الغاز.على سبيل المثال، يميل الانحلال الحراري للخشب إلى إنتاج المزيد من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون، في حين أن الانحلال الحراري للبلاستيك قد ينتج المزيد من الهيدروكربونات.
- درجة الحرارة:تفضل درجات حرارة الانحلال الحراري الأعلى عمومًا إنتاج الغازات على السوائل والمواد الصلبة.على سبيل المثال، عند درجات حرارة أعلى من 700 درجة مئوية، يزداد إنتاج الغاز إلى أقصى حد.
- معدل التسخين:يمكن أن تؤدي معدلات التسخين الأسرع إلى زيادة إنتاجية الغاز، لأنها تعزز التحلل السريع للمادة الأولية.
-
تطبيقات غاز الانحلال الحراري:
- توليد الطاقة:غالبًا ما يستخدم غاز الانحلال الحراري لتوليد الحرارة أو الكهرباء داخل مصنع الانحلال الحراري، مما يجعل العملية مكتفية ذاتيًا.
- مصدر الوقود:يمكن تنظيف الغاز واستخدامه كوقود للمحركات أو التوربينات أو الغلايات.
- اللقيم الكيميائي:يمكن استخدام بعض مكونات غاز الانحلال الحراري، مثل الهيدروجين والميثان، كمواد وسيطة للتخليق الكيميائي.
-
المنتجات الغازية الإضافية:
- الكحوليات الخفيفة والألدهيدات الخفيفة:هي مركبات عضوية متطايرة قد تكون موجودة بكميات صغيرة في تيار الغاز.
- النيتروجين (N):في بعض الحالات، قد يكون النيتروجين موجودًا في الغاز، خاصةً إذا كانت المادة الأولية تحتوي على مركبات نيتروجينية.
-
مقارنة مع منتجات الانحلال الحراري الأخرى:
- المخلفات الصلبة (الفحم):المنتج الصلب للتحلل الحراري، مثل الفحم النباتي أو الفحم الحيوي، غني بالكربون ويمكن استخدامه في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك تعديل التربة أو كوقود.
- المنتجات السائلة (زيت الانحلال الحراري):يمكن استخدام المرحلة السائلة، التي غالبًا ما يشار إليها بزيت الانحلال الحراري أو الزيت الحيوي، كوقود أو يمكن تكريرها بشكل أكبر إلى مواد كيميائية.
-
مثال على إنتاج الغاز من مواد تغذية محددة:
- الانحلال الحراري للإطارات:ينتج 8-15% من الغازات المتزامنة، والتي تشمل مزيجًا من الهيدروجين والميثان والهيدروكربونات.
- التحلل الحراري للخشب:يُنتج غازات مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات الخفيفة، إلى جانب القطران والفحم الصلب.
وباختصار، غاز الانحلال الحراري هو منتج متعدد الاستخدامات وقيّم لعملية الانحلال الحراري، ويتأثر تكوينه وعائده بالمادة الأولية وظروف العملية.وتشمل مكوناته الأساسية الهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون والهيدروكربونات، والتي يمكن استخدامها لتوليد الطاقة أو الوقود أو التخليق الكيميائي.إن فهم تركيبة الغاز وتطبيقاته المحتملة أمر بالغ الأهمية لتحسين عمليات الانحلال الحراري وتعظيم قيمة المنتجات.
جدول ملخص:
| المكوّن | الوصف | التطبيقات |
|---|---|---|
| الهيدروجين (H2) | وقود نظيف الاحتراق ذو محتوى عالٍ من الطاقة. | وقود لتوليد الطاقة والمواد الخام الكيميائية. |
| الميثان (CH4) | المكون الرئيسي للغاز الطبيعي. | وقود للمحركات والتوربينات والغلايات. |
| أول أكسيد الكربون (CO) | غاز قابل للاشتعال يستخدم في العمليات الصناعية. | العمليات الصناعية، الوقود |
| ثاني أكسيد الكربون (CO2) | منتج ثانوي يُطلق بكميات صغيرة. | تطبيقات محدودة، وغالبًا ما يتم إطلاقها. |
| الهيدروكربونات (CnHm) | الهيدروكربونات الغازية مثل الإيثان والبروبان والبيوتان. | الوقود والمواد الخام الكيميائية. |
| العوامل المؤثرة في التركيب | يؤثر نوع اللقيم ودرجة الحرارة ومعدل التسخين على إنتاج الغاز. |
أطلق العنان لإمكانيات غازات الانحلال الحراري لمشاريعك- اتصل بخبرائنا اليوم !
