A pirolízis egy termikus bomlási folyamat, amelynek során a legtöbb szerves eredetű anyagot inert közegben (oxigén nélkül) magas hőmérsékleten helyezik ki. Ha a szerves anyagot pirolízissel kezelik, akkor az ipari területen használt termékeket kapják.
Az egyik megszerezhető elem a koksz, amelyet ipari jellemzőkkel rendelkező tüzelőanyagként használnak. Ezenkívül biochar-t (biochar néven is) kaphat, amelyet a talajok módosítására vagy javítására használnak.
A pirolízis a szerves anyagot gáznemű alkotórészekké alakítja, szilárd maradékanyagként szénből és hamuból, valamint folyékony anyagból, bio-olaj formájában.
Ez a reakció más vegyületeket eredményez, például nem kondenzálódó gázokat vagy folyadékokat, amelyek kondenzálódhatnak, ugyanakkor az anyag visszafordíthatatlanul átalakul.
Noha ez a technika nagyon fontos és számos alkalmazásra képes, a környezetre ártalmas elemeket generálhat, és az élőlényekre nézve mérgező hatású lehet.
A pirolízis kémiai reakciója
A pirolízis reakció, amint azt korábban már említettük, magában foglalja nagyon magas hőmérsékletek alkalmazását atmoszférában oxigén nélkül, az anyagok fizikai és kémiai tulajdonságainak változásainak indukálására termikus bomlásuk révén.
Ebben az értelemben ez a folyamat átalakítja a szerves eredetű anyagokat olyan anyagokká, amelyek azt gázfázisban alkotják, a szilárd fázisban szén és hamu által alkotott maradékanyagot, valamint olajos tulajdonságokkal bíró folyékony anyagot, bio-olaj néven.
Ezt a reakciót használják a szennyező anyagok eltávolítására a szerves anyagból, és ezt a célt kétféle módon hajtja végre:
- A szennyező molekulák széttöredezettsége a kötések megbontásával kisebb molekulatömegű fajok kialakulása céljából (ún. Elpusztítás).
- Ezen káros vegyületek elválasztása az anyagtól, elpusztításuk nélkül.
Így a pirolízis technikát széles körben használják olyan szerves anyagok kezelésére, amelyek hő hatására törés vagy bomlás szenvednek, például policiklusos aromás szénhidrogének.
Éppen ellenkezőleg, ez a reakció sikertelen, ha szervetlen anyagok, például fémvegyületek eltávolítására használják; azonban felhasználható olyan folyamatokban, amelyek ezeket a fémeket közömbösé teszik.
A fa reakciója
A fa pirolízis-reakciója esetén ez a folyamat magában foglalja nagyon magas hőmérsékletek (körülbelül 1000 ° C) alkalmazását levegőtől mentes környezetben. Az előállítandó termékektől függően számos folyamat létezik, amelyeket rendszeresen használnak.
Az egyik módszer a karbonizálás, amelynek során kúpos alakú faoszlopokat állítanak fel és talajjal borítanak, hogy fémkemencékben hevítsék; Különböző termékek származnak, például aktív szén, gyógyszerek, tűzijátékok.
Másrészről, a pusztító desztilláció ecetsavat, kátrányt és más anyagokat fokozatosan hevíti a fát, fokozatosan növelve az erre a célra használt zárt helyiségekben a hőmérsékletet.
Cseppfolyósítást is alkalmaznak, amelyet általában pirolitikus olajnak nevezett folyékony fázisú tüzelőanyag előállítása során alkalmaznak, amelyet erre a célra tervezett tartályokban állítanak elő.
Olaj reakció
A kőolaj-pirolízis vonatkozásában az anyagot alkotó keverékekben található nagy molekulatömegű szénhidrogének bomlási vagy frakcionálási folyamatára vonatkozik.
Így amikor néhány nyersolajból származó terméknek bizonyos nyomás- és hőmérsékleti feltételeknek vannak kitéve, a benne lévő nagyobb molekulatömegű krakkolás vagy "repedés" folyamatán megy keresztül, amely könnyebb szénhidrogénekké tölti őket (alsó forráspont és kisebb súly).
Ez az eljárás, amely elsősorban az olaj nehezebb frakcióit használja, nagy mennyiségű alifás szénhidrogént aromás molekulákká alakít át, és elősegíti többek között az üzemanyagok, például benzin, dízel, repülési üzemanyag előállítását és fejlesztését.
Ebben az értelemben a reakció során előállított molekulákat, például alkánokat, alkéneket és más kis molekulatömegű anyagokat elválaszthatjuk és tisztíthatjuk, hogy nyersanyagot nyerjünk, amely nagy jelentőséggel bír más eljárásokhoz, például bizonyos szerves vegyületek szintéziséhez.
Biomassza reakció
A biomassza (az élőlényekből lerakódott szerves anyag) pirolízis-reakciója során kémiai kötések megszakadnak nagy molekulatömegű vegyületekben, például hemicellulózban vagy cellulózban, amelyeket makromolekuláknak tekintnek.
Ezek az anyagok kisebb gáz-halmazállapotú részecskékre hasadnak, a bontás, a gyűrű nyílásának és depolimerizációjának komplex reakciói révén, a biomassza energia szempontjából potenciálisan felhasználható anyaggá történő átalakításához.
Az aggregáció állapotának megfelelően, amelyben normál környezeti körülmények között találhatók, a biomassza pirolízise háromféle anyagot eredményezhet: szén, kátrány és gáz; Ezek értékes termékekhez vezethetnek, mint például a bioüzemanyag.
Az alkánok reakciója
Mint korábban említettük, a pirolízis a szerves anyagok bomlásából áll hő alkalmazásával, és alkánok esetében zárt kamrát használnak magas hőmérsékleten, hasonló módon, mint a magyarázott pirolízis típusok.
Mivel azonban ezek nagy alkének, a szén-szén kötések véletlenszerűen megszakadnak a molekula mentén, és különböző radikális fajok származnak.
Tehát, amikor ezeknek a vegyületeknek az alkil-lánca széttöredezett, kisebb alkánok képződnek, néhány alkének (főleg etilén) és más kisebb fajok, például alkilcsoportok, a hidrogén mellett kevésbé fontos mennyiségben.
Irodalom
- Wikipedia. (Sf). A pirolízis. Vissza a (z) en.wikipedia.org oldalról
- Britannica, E. (második). A pirolízis. Helyreállítva a britannica.com webhelyről
- Wang, S. és Luo, Z. (2017). A biomassza pirolízise. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be
- Berlin, AA (2005). Pirolízis, égés és oxidáció kémiai fizikája. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
- Moldoveanu, SC (2009). A szerves molekulák pirolízise: alkalmazások egészségügyi és környezetvédelmi kérdésekben. A (z) google.co.ve címen szerezhető be