ويدور مبدأ مفاعل الانحلال الحراري حول التحلل الكيميائي الحراري للمواد العضوية في غياب الأكسجين، مما يؤدي إلى إنتاج الغازات والسوائل والفحم. وتعد هذه العملية بالغة الأهمية لإدارة النفايات واستعادة الطاقة، حيث إنها تحوّل النفايات مثل البلاستيك والإطارات إلى منتجات قيّمة مثل زيت الوقود وأسود الكربون.
1. التحلل الكيميائي الحراري:
جوهر التحلل الحراري هو تحلل المواد العضوية من خلال تطبيق الحرارة. في مفاعل الانحلال الحراري، يتم تسخين المادة إلى درجات حرارة عالية، تتراوح عادةً بين 400 درجة مئوية و900 درجة مئوية، حسب النتيجة المرجوة. وتقوم عملية التسخين هذه بتفكيك الجزيئات العضوية المعقدة إلى مركبات أبسط. ويمنع غياب الأكسجين أثناء هذه العملية الاحتراق، والذي من شأنه أن يؤدي إلى الأكسدة الكاملة للمادة.2. أنواع مفاعلات الانحلال الحراري:
-
هناك نوعان أساسيان من المفاعلات التي يشيع استخدامها في مصانع الانحلال الحراري: مفاعلات الفرن الدوار ومفاعلات القاع المميعة.
-
مفاعلات الفرن الدوار: تستخدم هذه المفاعلات التسخين غير المباشر، حيث يتم فصل مصدر الحرارة عن المواد التي تتم معالجتها. ويقلل هذا التصميم من خطر التلوث ويضمن تسخين المادة بالتساوي. تساعد الحركة الدورانية للفرن في الخلط المستمر للمادة، مما يعزز كفاءة عملية الانحلال الحراري.
مفاعلات القاع المميعة: في هذه المفاعلات، يتم تعليق المادة في غاز أو سائل، مما يسمح بالتسخين المتساوي والمعالجة الأسرع. تضمن عملية التميع أن تكون جميع الجسيمات في حركة مستمرة، مما يؤدي إلى توزيع الحرارة بشكل موحد والتحلل الحراري السريع.
3. ناتج المنتج:
تشمل نواتج الانحلال الحراري الغازات (مثل الميثان والهيدروجين) والسوائل (مثل الزيت الحيوي) والمخلفات الصلبة (الفحم). ولهذه المنتجات استخدامات مختلفة، بما في ذلك كوقود ومواد خام لإنتاج المواد الكيميائية ومواد مضافة في منتجات أخرى. ويعتمد التركيب المحدد للناتج على تصميم المفاعل ودرجة الحرارة ونوع المادة الأولية المستخدمة.
4. الفوائد البيئية والاقتصادية:
