الانحلال الحراري هو عملية تحلل حراري تعمل على تكسير المواد العضوية في غياب الأكسجين، وتنتج مجموعة من المنتجات بما في ذلك المواد الصلبة (الفحم أو فحم الكوك أو الفحم الحيوي) والسوائل (زيت الانحلال الحراري أو القطران أو الزيت الحيوي) والغازات (الغازات غير القابلة للتكثيف مثل الهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون).وتختلف درجة حرارة نواتج الانحلال الحراري باختلاف مرحلة العملية ونوع المادة الأولية وظروف الانحلال الحراري المحددة (على سبيل المثال، الانحلال الحراري البطيء أو السريع أو السريع أو السريع).وبوجه عام، يحدث الانحلال الحراري عند درجات حرارة تتراوح بين 300 درجة مئوية و900 درجة مئوية، مع خروج المنتجات الناتجة من المفاعل عند درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الانحلال الحراري.وغالباً ما يتم تبريد الغازات والأبخرة الناتجة لتكثيف النواتج السائلة، بينما تبقى البقايا الصلبة والغازات غير القابلة للتكثيف في درجات حرارة مرتفعة.
شرح النقاط الرئيسية:
-
عملية الانحلال الحراري ونطاق درجة الحرارة:
- ويحدث الانحلال الحراري عادةً عند درجات حرارة تتراوح بين 300 درجة مئوية و900 درجة مئوية، اعتمادًا على المادة الأولية والمنتجات المرغوبة.
- في درجات الحرارة المنخفضة (300 درجة مئوية - 500 درجة مئوية)، تفضل العملية إنتاج الفحم والزيت الحيوي، بينما تزيد درجات الحرارة الأعلى (600 درجة مئوية - 900 درجة مئوية) من إنتاج الغازات.
- تكون درجة حرارة نواتج الانحلال الحراري (المواد الصلبة والسوائل والغازات) في البداية قريبة من درجة حرارة المفاعل ولكنها قد تختلف أثناء عمليات التبريد والفصل اللاحقة.
-
المنتجات الصلبة (الفحم وفحم الكوك والفحم الحيوي):
- تتشكل البقايا الصلبة مثل الفحم أو فحم الكوك أو الفحم الحيوي أثناء الانحلال الحراري وعادة ما تكون غنية بالكربون.
- وتخرج هذه المواد الصلبة من المفاعل في درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الانحلال الحراري (300 درجة مئوية - 900 درجة مئوية) وغالباً ما يتم تبريدها للتخزين أو لمزيد من المعالجة.
- ويستخدم الفحم والفحم الحيوي في تطبيقات مثل تعديل التربة وإنتاج الطاقة والمواد الماصة.
-
المنتجات السائلة (زيت الانحلال الحراري والقطران والزيت الحيوي):
- تتشكل المنتجات السائلة، بما في ذلك زيت الانحلال الحراري والقطران والزيت الحيوي، من تكثف الأبخرة الناتجة أثناء الانحلال الحراري.
- ويتم تبريد هذه الأبخرة إلى درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية لتتكثف إلى سوائل يمكن جمعها وتخزينها بعد ذلك.
- ويُعد زيت الانحلال الحراري منتجاً قيماً يستخدم كوقود بديل أو يتم تكريره إلى مواد كيميائية وديزل حيوي.
-
الغازات غير القابلة للتكثيف (الغازات المتزامنة، والهيدروجين، والميثان):
- يتم إنتاج الغازات غير القابلة للتكثيف مثل الهيدروجين (H2) والميثان (CH4) وأول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO2) أثناء الانحلال الحراري.
- وتخرج هذه الغازات من المفاعل عند درجات حرارة عالية (قريبة من درجة حرارة الانحلال الحراري) وغالباً ما تستخدم لتوليد الطاقة الحرارية لعملية الانحلال الحراري نفسها.
- وفي بعض الحالات، يتم تغذية الغاز المتزامن الساخن مباشرة في الشعلات أو غرف الأكسدة دون تبريد.
-
اختلافات درجة الحرارة بناءً على المادة الأولية:
- يؤثر نوع المادة الأولية (على سبيل المثال، الإطارات والبلاستيك والكتلة الحيوية) على درجة حرارة وتكوين منتجات الانحلال الحراري.
- على سبيل المثال، ينتج عن الانحلال الحراري للإطارات 35-45% زيت و30-35% أسود كربون و8-15% غاز متزامن مع تكثيف الزيت في درجات حرارة منخفضة.
- من ناحية أخرى، ينتج عن الانحلال الحراري للكتلة الحيوية الفحم الحيوي والزيت الحيوي والغازات، مع تكثف الزيت عند درجات حرارة مماثلة ولكن تختلف في التركيب.
-
التبريد وفصل المنتجات:
- بعد الانحلال الحراري، تخضع المنتجات لعمليات تبريد وفصل لعزل المواد الصلبة والسوائل والغازات.
- يتم تبريد الغازات والأبخرة لتكثيف المرحلة السائلة، في حين يتم فصل المواد الصلبة وتبريدها للتخزين أو لمزيد من الاستخدام.
- وتضمن عملية التبريد تجميع المنتجات السائلة بكفاءة وجاهزية الغازات لاستعادة الطاقة أو التطبيقات الأخرى.
-
التطبيقات والأهمية الصناعية:
- منتجات الانحلال الحراري لها تطبيقات متنوعة، بما في ذلك إنتاج الطاقة والتركيب الكيميائي وتعديل التربة.
- إن القدرة على تحويل النفايات إلى منتجات قيّمة تجعل من الانحلال الحراري عملية متزايدة الأهمية في الصناعات التي تركز على الاستدامة واستعادة الموارد.
من خلال فهم نطاقات درجات الحرارة وخصائص منتجات الانحلال الحراري، يمكن لمشتري المعدات والمواد الاستهلاكية اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن تصميم أنظمة الانحلال الحراري وتشغيلها لتحسين إنتاجية المنتج وجودته.
جدول ملخص:
| نوع المنتج | نطاق درجة الحرارة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات |
|---|---|---|---|
| الصلبة (الفحم، فحم الكوك، الفحم الحيوي) | 300 درجة مئوية - 900 درجة مئوية | غني بالكربون، يخرج من المفاعل عند درجة حرارة الانحلال الحراري، وغالباً ما يتم تبريده للتخزين. | تعديل التربة، وإنتاج الطاقة، والمواد الماصة. |
| السائل (زيت الانحلال الحراري، القطران، الزيت الحيوي) | أقل من 100 درجة مئوية (مكثف) | يتكون من تكاثف البخار، ويتم تجميعه وتخزينه. | الوقود البديل، والتخليق الكيميائي، والديزل الحيوي. |
| الغازات غير القابلة للتكثيف (الغازات المتزامنة، H2، CH4) | قريب من درجة حرارة الانحلال الحراري | يخرج من المفاعل ساخناً، ويستخدم للطاقة الحرارية أو يتم تغذيته في الشعلات. | استعادة الطاقة، المواد الكيميائية المغذية. |
| اختلافات المواد الأولية | 300 درجة مئوية - 900 درجة مئوية | تتأثر بنوع المادة الأولية (مثل الإطارات والبلاستيك والكتلة الحيوية). | تحديد تركيبة المنتج والعائد. |
تحسين عملية الانحلال الحراري لديك من خلال رؤى الخبراء- اتصل بنا اليوم للحصول على حلول مصممة خصيصاً لك!
