Behovet for bruk av økonomisk drivstoff har latt vente på seg i verden. For eksempel er pyrolysegass allerede mye brukt i Europa i dag. Alt slags kjøkkenutstyr, varmeinstallasjoner og til og med biler kan kjøre på slikt drivstoff.
Definition
Faktisk, under selve konseptet "pyrolyse" forstår kjemikere nedbrytningen av et stoff på molekylært nivå under påvirkning av høy temperatur, vanligvis i fravær av luft. Komplekse forbindelser under slike forhold brytes ned til enklere. I dette tilfellet dannes ulike typer nye elementer i mediet. I hovedsak er pyrolyse derfor en konvensjonell tørrdestillasjonsprosess.
Gass fra ved
Når drivstoff brennes ved høye temperaturer i et oksygenfritt miljø, dannes følgende forbrenningsprodukter:
- pyrolysegass;
- pyrolyseharpiks (flytende produkt).
Det første produktet fra listen har blant annet funksjonen som også kan dannes under forbrenning av drivstoff i oksygenmiljø. Men i dette tilfellet kan gass kun oppnås hvis drivstoffet brennes ved en temperatur som ikke er lavere enn 500 °C.
Hvilke produkter kan brukes
Pyrolysekjeler i boliger kan gå på vanlig ved eller spesialpaller, for eksempel fra sagflis eller presset spon. Ulike typer husholdnings- og industriavfall kan også pyrolyseres. Det brennes på lignende måte, for eksempel gummi, gamle bildekk, plast, gamle ting, etc. I dette tilfellet tillater pyrolyse ikke bare å få en viss mengde varme, men også å holde miljøet rent. Tross alt, som du vet, brytes ikke plast ned i bakken på lenge. Oljeholdige materialer av ulike slag forurenser både selve jorda og vannforekomster.
Kan også brennes på lignende måte:
- papir, papp, tekstiler;
- metan;
- hydrokarboner;
- peat;
- vareved (inkludert kjemisk impregnert tre);
- halm, blader, nøtteskall, ugress.
I tillegg kan malingsrester, oljer etc. resirkuleres gjennom pyrolysereaksjonen. Dette bidrar også til å holde miljøet rent.
Composition
Den resulterende pyrolysegassen inneholder blant annet mye svevestøv, vanligvis i form av sot. Den inneholder også ulike typer kjemiske komponenter, for eksempel hydrogen. Men det viktigstesammensetningen av pyrolysegassen er fortsatt som følger:
- flyktige hydrokarboner;
- karbonmonoksid.
Veldig farlig for menneskers helse og til og med livet hans, CO i en slik reaksjon dannes på grunn av ufullstendig forbrenning av trekull.
Typer pyrolyse
For øyeblikket er det bare to hovedtyper av slike reaksjoner. Pyrolyse kan være:
- tørr;
- oksidativt.
Den første typen reaksjoner er på sin side delt inn i:
- lav temperatur;
- høy temperatur.
Hvordan gass produseres: oksidativ pyrolyse
Denne reaksjonen kalles for tiden den mest miljøvennlige og produktive. Pyrolyse skjer i dette tilfellet ved svært høye temperaturer. For eksempel, når metan brennes på denne måten, blandes en viss prosentandel oksygen med det. Ved delvis forbrenning frigjør stoffet i dette tilfellet en enorm mengde energi. Som et resultat blir restene av blandingen oppvarmet til en temperatur på 16000 °C.
Reaksjonen av oksidativ pyrolyse brukes hovedsakelig til å brenne ulike industrielle materialer som inneholder olje, samt plast og gummi. Gass kan i dette tilfellet for eksempel gå til å varme opp butikkene til selve renovasjonsselskapet.
Tørrpyrolyse
Denne reaksjonen skjer uten deltagelse av oksygen og kan, som allerede nevnt, i sin tur være lav eller høy temperatur. I det første tilfelletdrivstoffet varmes opp til et maksimum - opptil 1000 ° C, i det andre - over 1000 ° C. For å oppnå en stor mengde pyrolysegass selv, brukes hovedsakelig høytemperaturreaksjoner.
Når drivstoff brennes i et miljø opp til 800 °C, oppnås ganske mye gass med lav brennverdi. Også i dette tilfellet gjenstår det en ganske liten mengde koks og flytende harpiks.
Det mest hensiktsmessige er å oppnå pyrolysegass ved en temperatur på 900 til 1000 °C. I dette tilfellet er det allerede en maksimal prosentandel av produksjonen. I dette tilfellet har gassen oppnådd på denne måten en minimum brennverdi. Et slikt produkt regnes blant annet som drivstoff av høy kvalitet, egnet for transport over lange avstander.
Når drivstoff brennes ved temperaturer mellom 450 og 500 °C, er produksjonen svært lav i både faste rester og gass. Sistnevnte er imidlertid ikke av høy kvalitet, siden den har maksimal brennverdi.
Hvor gass kan brukes
Pyrolyseprosessen tillater dermed oppvarming av ulike typer lokaler med minst drivstofftap. Også ved å bruke denne reaksjonen holdes miljøet rent. Men hvor kan pyrolysegassen som dannes under forbrenning av drivstoff i et oksygenfritt miljø brukes?
Dette forbrenningsproduktet anses i dag over hele verden, primært som en alternativ økonomisk kilde til termisk energi. I noen europeiske land har pyrolysegass lenge vært vanligdrivstoff som brukes av utstyr som varmer opp vann (for varme- og varmtvannssystemer), elektrisitet, damp.
Boilers
Siden antikken har folk varmet opp hjemmene sine med konvensjonelle ovner som opererer på ved og kull. Senere begynte husene å bli utstyrt med moderne fastbrenselkjeler som opererer på samme type drivstoff. Slike enheter brukes til å varme opp boliger i vår tid. De er rimelige og for installasjonen er det ikke nødvendig å innhente tillatelser i ulike tilfeller. Imidlertid har konvensjonelle fastbrenselkjeler en ganske alvorlig ulempe. De bruker drivstoff ekstremt uøkonomisk. Mange forbrenningsrester forblir i kamrene til slike enheter. I tillegg flyr en del av varmen som genereres av slikt utstyr ganske enkelt "nedover skorsteinen" sammen med røyken.
Ingeniører som bestemte seg for å rette opp dette minuset med fastbrenselkjeler, og til slutt kom opp med pyrolysevarmeenheter som er økonomiske og enkle å bruke. I slike kjeler er det blant annet tilleggskamre der etterbrenning av pyrolysegass finner sted.
Reaksjonen i aggregatene til denne sorten fortsetter med sterk oksygenmangel (15%). Tre eller annet brensel i denne typen utstyr brytes ned til gasser og en liten mengde uorganiske rester. For pyrolysegasser kan forbrenningstemperaturen i etterbrenneren nå opp til 110-1200 °C.
Hvor ellers brukes gass
Den mest brukte pyrolyse, derfor mottatt i varme- og vannvarmesystemer. Også denne reaksjonen er mye brukt:
- i prosessindustrien;
- i kjemikalie;
- ved desinfisering.
Noen ganger brukes pyrolysegass også i dag som drivstoff for ulike typer utstyr eller, som allerede nevnt, biler.
Gassgenererende anlegg
Utstyr av denne typen brukes til å produsere høykvalitets pyrolysedrivstoff, som i noen tilfeller kan erstatte for eksempel tradisjonell naturgass. Slike installasjoner er hermetiske ovner med justerbar lufttilførsel. Skorsteinen til denne typen utstyr kan blant annet være blokkert.
Få pyrolysegass i slike installasjoner som følger:
- Tving luft inn i ovnen gjennom en pumpe.
- Etter oppvarming av innholdet i installasjonen til en viss temperatur, stoppes lufttilførselen.
- Tett svart røyk som kommer ut av enheten renses for sot ved hjelp av sykloner.
- Fjern vanndamp fra pyrolysegassen for å øke forbrenningstemperaturen (passer gjennom en kjøler).
- Gassen mates inn i finfilteret, hvis design inkluderer en vanntank, elektrostatisk installasjon og papppatroner.
Rensing av pyrolysegasser før de brukes i industrien, og noen ganger i hverdagen, må utføres uten feil. Faste partikler og alle slags kjemiske urenheter kan forårsake skade på utstyr,kjører på denne typen drivstoff. Videre kan for eksempel pyrolysegass pumpes inn i en sylinder.
Bruke drivstoff fra en gassgenerator hjemme
Installasjoner av denne typen brukes selvfølgelig oftest i produksjonen. Men noen ganger kjøpes de til private hjem. Å skaffe pyrolysegass hjemme er en relativt enkel sak. Noen håndverkere lager ofte til og med gassgeneratorer med egne hender.
Gassen fra husholdningsanlegg kan brukes til forskjellige formål. Svært ofte kobler for eksempel private handelsmenn vanlige ovner til gassgeneratorer. Forbrenningen av pyrolysegass er ikke like intens som naturgass. Det er likevel ganske praktisk å bruke ovnen til det tiltenkte formålet.
Også for eksempel kobles en autogen generator ofte til gassgeneratorer i hverdagen. Når oksygen tilføres ved bruk av naturgass, når flammetemperaturen i slikt utstyr 2000 °C.
Som allerede nevnt, hjemme kan pyrolysegass også brukes som drivstoff til biler. For en slik applikasjon vil motoren til maskinen bare måtte modifiseres litt. Samtidig kan både bensin- og dieselmotorer fungere på slikt drivstoff. Slik gass brukes hjemme, ofte i kraftgeneratorer.
App-funksjoner
Pyrolysegass har dermed en noe lavere grad av varmeoverføring enn naturlig eller flytende. Derfor, for riktig drift av ulike typer oppvarming ogkjøkkenutstyr, når du bruker det, for riktig, mer intensiv forbrenning, er det nødvendig å øke forsyningen.
I kjøkkenutstyr kan det for eksempel bores jetfly for dette. Pyrolysegassovnen vil i dette tilfellet fungere på samme måte som på naturgass. Det vil si at intensiteten av forbrenningen av drivstoffet vil være den samme. Dessuten, for å overføre ulike typer utstyr til en annen type gass, endres ofte fastvaren. I kjøretøy som kjører på slikt drivstoff, er drivstoffsystemet fullstendig skiftet ut.
vedfyringsmaskiner
I Sovjetunionen på begynnelsen av 1920-tallet ble gassgeneratorlastebiler brukt veldig mye. I disse årene gjennomførte vi til og med konkurrerende tester av slike biler i vårt land.
Den første gassgeneratormotoren for en bil i vår USSR ble installert av professor V. S. Naumov i 1927. I 1928 begynte Scientific Automotive and Tractor Institute å designe slike biler i Russland. Spesialistene ved denne institusjonen utførte deretter eksperimenter med utenlandske maskiner "Imbert-Dietrich" og "Pip".
Den første NATI-1-gassgeneratoren som ble bygget i vårt land arbeidet på vanlig tre. I 1932 ble også NATI-3-installasjonen laget, designet for en motorbåt. Samtidig dukket den første bilgassgeneratoren opp i Russland, opprettet med støtte fra Avtodor-samfunnet. Den fikk navnet "Avtodor-1". Enda senere ble flere mer avanserte installasjoner av denne typen utviklet i USSR. Sammensetningen av pyrolysegassen oppnådd fra deresbruk, var faktisk veldig høy kvalitet. Kjøretøy drevet av dette drivstoffet har vært kjent for sin pålitelighet, overlegne ytelse og lange levetid.
Under andre verdenskrig ble gassgeneratorlastebiler ZIS-5 og GAZ-AA aktivt brukt foran og bak i USSR. Ved slutten av krigen var rundt 200 tusen biler med pyrolysegassmotorer allerede i drift i landet.
Selvfølgelig var bruken av slikt drivstoff først og fremst forårsaket av mangelen på oljeprodukter i landet på den tiden. Man skal imidlertid ikke tro at pyrolysegass kun ble brukt på grunn av statsbudsjettunderskuddet. Slikt drivstoff i disse dager ble ansett som ganske effektivt og lovende og ble brukt ikke bare i Russland. For eksempel, på 20-30-tallet av forrige århundre, ble pyrolysekjøretøyer utbredt i land som Frankrike, Tyskland, Storbritannia, Finland og Sverige. Maskiner som opererer på slik gass ble også mye brukt i noen asiatiske land. For eksempel ble biler av denne typen brukt på den tiden i Kina, Japan og India.
Historisk bakgrunn
Trepyrolyse er en av de første kjemiske prosessene som begynte å bli aktivt brukt av mennesker. I Russland, for eksempel, ble en slik reaksjon mye brukt allerede på 1100-tallet for produksjon av furuharpiks. Sistnevnte ble videre brukt til impregnering av tau, samt til behandling av elve- og sjøfartøy. I industriell skala var svenskene de første som brukte pyrolyse for å impregnere tre. I dette landet er en slik reaksjon ogsåbrukes til å lage impregneringsharpiks.
På begynnelsen av 1900-tallet ble noen av de beste trepyrolyseskolene i verden dannet i Russland. Dette var selvfølgelig først og fremst på grunn av det faktum at det vokser mange skoger på vårt lands territorium. Før bruk av naturgass hadde vi i Russland kraftig gassgenereringsutstyr installert hos mange bedrifter. Slike installasjoner ble brukt i lang tid før de kom med naturgass.
Seinere ble selvsagt slikt utstyr erklært foreldet. Gassgeneratorene ble fjernet fra fabrikkene. Og til nå, dessverre, har pyrolyse som en type alternativ økonomisk type drivstoff, i motsetning til europeiske land, ikke blitt utbredt i Russland. Imidlertid er denne typen drivstoff i Russland for tiden anerkjent som ganske lovende. Derfor er det mulig at pyrolysegass i nær fremtid vil bli brukt mye mer utbredt i vårt land. Tross alt gjør bruken av slikt drivstoff ikke bare å spare penger, men også å spare miljøet.
