إن غاز الانحلال الحراري للخشب هو خليط معقد من الغازات الخفيفة والمركبات العضوية المتطايرة والمنتجات الثانوية الأخرى التي تتكون أثناء التحلل الحراري للخشب في غياب الأكسجين.ويعتمد تركيب الغاز على نوع الخشب وظروف الانحلال الحراري (على سبيل المثال، درجة الحرارة ومعدل التسخين) ووجود المحفزات.وتشمل المكونات الرئيسية أول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد الكربون (CO₂)، والميثان (CH₄)، والهيدروجين (H₂)، ومختلف الهيدروكربونات الخفيفة.وبالإضافة إلى ذلك، قد يحتوي الغاز على كميات ضئيلة من المركبات المؤكسدة مثل الألدهيدات والكيتونات والأحماض العضوية، بالإضافة إلى القطران وبخار الماء.وغالباً ما يشار إلى هذا الغاز باسم الغاز التخليلي وهو مصدر قيّم للطاقة أو مادة وسيطة للتخليق الكيميائي.
شرح النقاط الرئيسية:
-
المكونات الغازية الأولية:
- :: أول أكسيد الكربون (CO):أحد المكونات الرئيسية لغاز الانحلال الحراري للخشب، ويتكون ثاني أكسيد الكربون أثناء التكسير الحراري للسليلوز والهيميسليلوز.وهو مساهم رئيسي في محتوى الطاقة في الغاز.
- ثاني أكسيد الكربون (CO₂):يتم إنتاجه من تحلل المركبات المؤكسدة في الخشب، CO₂ هو غاز غير قابل للاحتراق يخفف من كثافة الطاقة لغاز الانحلال الحراري.
- الميثان (CH₄):هيدروكربون خفيف يتكون أثناء عملية الانحلال الحراري، ويساهم CH₄ في القيمة الحرارية للغاز.
- الهيدروجين (H₂):يتولد من تكسير الماء والمركبات العضوية، ويُعد H₂ مكونًا قيمًا لإنتاج الطاقة والتركيب الكيميائي.
-
المكونات الغازية الثانوية:
- :: الهيدروكربونات الخفيفة:تشمل هذه المركبات الإيثيلين (C₂H₄)، والإيثان (C₂H₆)، والبروبان (C₃H₈)، والتي تتشكل أثناء تكسير الجزيئات العضوية الأكبر حجمًا.
- المركبات المؤكسدة النزرة:توجد الألدهيدات (مثل الفورمالديهايد) والكيتونات (مثل الأسيتون) والأحماض العضوية (مثل حمض الأسيتيك) بكميات صغيرة وتنتج عن الأكسدة الجزئية للمواد العضوية.
-
القطران وبخار الماء:
- القطران:منتجات متطايرة عالية الوزن الجزيئي تتكثف في درجات الحرارة المحيطة.القطران عبارة عن مخاليط معقدة من الهيدروكربونات العطرية والأليفاتية والفينولات والمركبات الأخرى.
- بخار الماء:ينتج من محتوى الرطوبة في الخشب وتفاعلات الجفاف في السليلوز والهيميسليلوز.
-
العوامل المؤثرة في التركيب:
- درجة حرارة الانحلال الحراري:تفضل درجات الحرارة المرتفعة إنتاج الغازات الخفيفة مثل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان، في حين أن درجات الحرارة المنخفضة قد تؤدي إلى إنتاج المزيد من القطران والسوائل.
- تكوين الخشب:تؤثر النسب النسبية من السليلوز والهيميسليلوز واللجنين في الخشب على التركيب الغازي.على سبيل المثال، تنتج الأخشاب الغنية باللجنين مركبات عطرية أكثر.
- معدل التسخين وزمن المكوث:يمكن لمعدلات التسخين الأسرع وأوقات المكوث الأطول أن تزيد من إنتاجية المنتجات الغازية.
-
تطبيقات غاز الانحلال الحراري:
- :: إنتاج الطاقة:يمكن حرق الغاز مباشرةً لتوليد الحرارة أو الكهرباء بسبب مكوناته القابلة للاحتراق (ثاني أكسيد الكربون والميثان والميثان والهيدروجين).
- اللقيم الكيميائي:يمكن استخدام الغاز المتزامن (وهو خليط من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين) لإنتاج الميثانول والأمونيا والمواد الكيميائية الأخرى.
- الفوائد البيئية:يقلل استخدام غاز الانحلال الحراري من الاعتماد على الوقود الأحفوري ويخفف من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
-
مقارنة مع منتجات الانحلال الحراري الأخرى:
- المخلفات الصلبة (الفحم):يحتوي على نسبة أعلى من الكربون (75-90%) مقارنةً بالخشب الأصلي ويستخدم كوقود أو تعديل للتربة.
- السائل (زيت الانحلال الحراري):خليط معقد من المركبات العضوية المؤكسدة والماء والبوليمرات، يستخدم كوقود حيوي أو كمادة وسيطة كيميائية.
من خلال فهم تركيبة غاز الانحلال الحراري للخشب، يمكن لمشتري المعدات والمواد الاستهلاكية اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن تصميم وتشغيل أنظمة الانحلال الحراري، مما يضمن إنتاجية وجودة الغاز المثلى لتطبيقات محددة.
جدول ملخص:
| الجانب | التفاصيل |
|---|---|
| المكونات الأولية | أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، الميثان₄، الهيدروجين، الهيدروكربونات الخفيفة |
| المكونات الثانوية | المركبات المؤكسدة النزرة (مثل الألدهيدات والكيتونات والأحماض العضوية) |
| منتجات ثانوية أخرى | القطران، بخار الماء |
| العوامل الرئيسية المؤثرة | درجة حرارة الانحلال الحراري، وتركيبة الخشب، ومعدل التسخين، وزمن المكوث |
| التطبيقات | إنتاج الطاقة، والمواد الأولية الكيميائية، والفوائد البيئية |
| المقارنة | الفحم (بقايا صلبة)، زيت الانحلال الحراري (سائل) |
تعرف كيف يمكن لغاز الانحلال الحراري للخشب تحسين عمليات الطاقة والعمليات الكيميائية الخاصة بك- اتصل بخبرائنا اليوم !
