يُعد الانحلال الحراري المتقدم، وخاصةً الانحلال الحراري السريع، عملية كيميائية حرارية متطورة تُستخدم لتحويل المواد العضوية إلى وقود حيوي، وخاصةً الزيت الحيوي والمنتجات الثانوية الأخرى. وتتميز هذه العملية بارتفاع معدلات التسخين ونقل الحرارة، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة، والتبريد السريع للمنتجات. ويتمثل مفتاح الانحلال الحراري السريع في الحفاظ على فترة بقاء قصيرة جدًا عند درجة حرارة الانحلال الحراري، وعادةً ما تكون أقل من ثانية واحدة.
ملخص العملية:
ينطوي الانحلال الحراري السريع على التسخين السريع للكتلة الحيوية في غياب الأكسجين إلى درجات حرارة تتراوح عادةً بين 450 درجة مئوية و650 درجة مئوية. ويؤدي هذا التسخين السريع إلى تحلل الكتلة الحيوية إلى بخار يتم تبريده بسرعة ليتكثف بعد ذلك إلى زيت حيوي سائل، إلى جانب غازات غير قابلة للتكثيف وبقايا صلبة. وتعتبر كفاءة العملية عالية، حيث يتم تحويل ما يصل إلى 80% من اللقيم الجاف إلى وقود حيوي، في شكل سوائل (حوالي 65%) وغازات (حوالي 10%).
-
شرح تفصيلي:ارتفاع معدلات التسخين ونقل الحرارة:
-
يتطلب الانحلال الحراري السريع معدلات تسخين عالية جدًا لضمان تسخين الكتلة الحيوية بسرعة إلى درجة الحرارة المطلوبة. ويمنع هذا التسخين السريع الكتلة الحيوية من التعرض للاحتراق الكامل، والذي قد يحدث في حالة وجود الأكسجين. تضمن معدلات نقل الحرارة العالية نقل الحرارة بكفاءة إلى الكتلة الحيوية، مما يسهل التحلل السريع.التحكم في درجة الحرارة:
-
يتم التحكم في درجة الحرارة أثناء الانحلال الحراري بعناية لتحسين إنتاجية المنتجات المرغوبة. وتؤدي درجات الحرارة المنخفضة (حتى حوالي 650 درجة مئوية) إلى زيادة إنتاج الأبخرة القابلة للتكثيف إلى أقصى حد، والتي هي في المقام الأول زيت حيوي. وتميل درجات الحرارة المرتفعة (أعلى من 700 درجة مئوية) إلى تعظيم إنتاجية الغاز، وتحويل حوالي 80% من الكتلة الحيوية إلى غاز قابل للاحتراق.التبريد السريع:
-
بعد تسخين الكتلة الحيوية وتبخيرها، يجب تبريد الأبخرة الناتجة بسرعة لمنع المزيد من التفاعلات التي يمكن أن تغير تركيب الزيت الحيوي. هذا التبريد السريع ضروري لالتقاط الأبخرة كسائل، وهو المنتج الأساسي الذي يهم في التحلل الحراري السريع.فترة مكوث قصيرة:
يعد وقت بقاء الكتلة الحيوية عند درجة حرارة الانحلال الحراري أمرًا بالغ الأهمية. يضمن الوقت القصير جدًا، أقل من ثانية واحدة عادة، عدم ارتفاع درجة حرارة الكتلة الحيوية، مما قد يؤدي إلى تكوين منتجات ثانوية غير مرغوب فيها أو احتراق كامل.التطبيقات والأهمية:
يُستخدم الانحلال الحراري السريع في المقام الأول لإنتاج الزيت الحيوي الذي يمكن أن يكون بديلاً لزيت الوقود أو كمادة وسيطة لإنتاج البنزين الاصطناعي أو وقود الديزل. هذه العملية مهمة لأنها توفر طريقة مستدامة وفعالة لتحويل الكتلة الحيوية إلى منتجات طاقة قيمة، مما يساهم في الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري والأثر البيئي.
التصحيح والمراجعة:
