فريق التقنية · Kintek Solution

الانحلال الحراري هو عملية التحلل الحراري التي تحدث في غياب الأكسجين، مما يؤدي إلى تكسير المواد العضوية إلى جزيئات أصغر. وتعتمد درجة الحرارة الدنيا للتحلل الحراري على المادة التي يتم تحللها حراريًا والنوع المحدد لعملية التحلل الحراري. بالنسبة للخشب، يبدأ الانحلال الحراري عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 200-300 درجة مئوية (390-570 درجة فهرنهايت)، في حين أن المواد الأخرى قد تتطلب درجات حرارة أعلى. يعمل الانحلال الحراري البطيء عادةً عند درجات حرارة منخفضة مع معدلات تسخين تدريجية، بينما يحدث الانحلال الحراري في درجات الحرارة المتوسطة بين 600 و700 درجة مئوية. ويعمل الانحلال الحراري السريع، الذي يتطلب معدلات تسخين سريعة، في حدود 450-600 درجة مئوية. ويمكن أن يتراوح الانحلال الحراري بدرجة حرارة عالية للسوائل والغازات بين 700 و1200 درجة مئوية. يعتمد نطاق درجة الحرارة المحددة على المادة الخام والمنتجات المرغوبة وظروف العملية.

شرح النقاط الرئيسية:

1. معنى مصطلح الانحلال الحراري:

   • الانحلال الحراري هو عملية كيميائية حرارية تتحلل فيها المواد العضوية في درجات حرارة مرتفعة في غياب الأكسجين. وتنتج غازات وسوائل (زيت حيوي) وبقايا صلبة (فحم).

2. درجة الحرارة الدنيا للتحلل الحراري:

   • تختلف درجة الحرارة الدنيا للتحلل الحراري باختلاف المادة. بالنسبة للخشب، يبدأ الانحلال الحراري عند 200-300 درجة مئوية (390-570 درجة فهرنهايت) . هذه هي العتبة التي يبدأ عندها التحلل الحراري، مما يؤدي إلى إطلاق مركبات متطايرة وبدء تكسير المادة.

3. أنواع الانحلال الحراري ونطاقات درجة حرارتها:

   • الانحلال الحراري البطيء:
     • أجريت في درجات حرارة منخفضة مع معدلات تسخين 1-30 درجة مئوية/دقيقة .
     • تعمل عادةً عند 200-500 °C .
     • تنتج كمية أكبر من الفحم وأقل من الزيت الحيوي مقارنة بالطرق الأخرى.
   • الانحلال الحراري بدرجة حرارة متوسطة:
     • يحدث بين 600-700 °C .
     • يوازن إنتاج الغازات والسوائل والمواد الصلبة.
   • التحلل الحراري الوامض:
     • يتطلب معدلات تسخين سريع ( 10³-10⁴ درجة مئوية/ثانية ) وتعمل على 450-600 °C .
     • مُحسَّن لتحقيق أقصى قدر من إنتاج الزيت الحيوي مع فترات مكوث قصيرة (أقل من ثانية واحدة).
   • التحلل الحراري بدرجة حرارة عالية:
     • تُستخدم للسوائل والغازات، وتعمل عند 700-1200 °C .
     • غالبًا ما تنطوي على أنظمة مضغوطة (1-30 بار) وتصميمات مفاعلات متخصصة.

4. العوامل المؤثرة في درجة حرارة الانحلال الحراري:

   • تركيبة اللقيم:
     • المواد المختلفة (على سبيل المثال، الخشب والبلاستيك والمخلفات الزراعية) لها درجات حرارة متفاوتة من حيث الثبات الحراري ودرجات حرارة التحلل.
   • معدل التسخين:
     • تتطلب معدلات التسخين الأسرع (على سبيل المثال، التحلل الحراري السريع) مدخلات طاقة أعلى ولكن يمكن أن تحقق تحللًا أكثر كفاءة.
   • وقت الإقامة:
     • تفضل أوقات المكوث الأطول في درجات الحرارة المنخفضة إنتاج الفحم، بينما تفضل الأوقات الأقصر في درجات الحرارة الأعلى إنتاج الغاز والسائل.
   • شروط العملية:
     • تُعد البيئات الخالية من الأكسجين ومصادر الحرارة الخارجية ضرورية للتحكم في تفاعلات الانحلال الحراري.

5. التطبيقات والآثار المترتبة على درجة حرارة الانحلال الحراري:

   • الانحلال الحراري بدرجة حرارة منخفضة (200-500 درجة مئوية):
     • مناسب لإنتاج الفحم الحيوي الذي يستخدم في الزراعة لتحسين التربة وعزل الكربون.
   • الانحلال الحراري بدرجة حرارة متوسطة (600-700 درجة مئوية):
     • مثالي لتوليد غاز التخليق (خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون) والزيت الحيوي لإنتاج الطاقة.
   • الانحلال الحراري بدرجة حرارة عالية (700-1200 درجة مئوية):
     • تُستخدم في العمليات الصناعية لإنتاج المواد الكيميائية والوقود والمواد المتقدمة مثل ألياف الكربون.

6. الاعتبارات العملية للمعدات والمواد الاستهلاكية:

   • تصميم المفاعل:
     • يتطلب الانحلال الحراري عالي الحرارة مفاعلات مصنوعة من سبائك حرارية لتحمل الظروف القاسية.
   • مدخلات الطاقة:
     • يتطلب الانحلال الحراري السريع طاقة كبيرة للتسخين السريع، في حين أن الانحلال الحراري البطيء أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ولكنه أبطأ.
   • تدابير السلامة:
     • يعد العزل المناسب والتحكم في درجة الحرارة واستبعاد الأكسجين أمرًا ضروريًا لمنع الاحتراق أو الانفجارات غير المقصودة.

وباختصار، تعتمد درجة الحرارة الدنيا للتحلل الحراري على المادة ونوع العملية، حيث يبدأ الانحلال الحراري للخشب عند 200-300 درجة مئوية. إن فهم نطاقات درجات الحرارة وظروف العملية أمر بالغ الأهمية لاختيار طريقة ومعدات الانحلال الحراري المناسبة لتحقيق النتائج المرجوة.

جدول ملخص:

نوع الانحلال الحراري	نطاق درجة الحرارة	معدل التسخين	المنتجات الأساسية
الانحلال الحراري البطيء	200-500 °C	1-30 درجة مئوية/دقيقة	الفحم، الزيت الحيوي
درجة الحرارة المتوسطة	600-700 °C	معتدل	الغازات والسوائل والمواد الصلبة
التحلل الحراري الوامض	450-600 °C	10³-10⁴ درجة مئوية/ثانية	الزيت الحيوي
درجات الحرارة العالية	700-1200 °C	عالية	المواد الكيميائية والوقود والألياف

هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار طريقة الانحلال الحراري المناسبة لتطبيقك؟ اتصل بخبرائنا اليوم!