La necessitat d'utilitzar combustibles econòmics fa temps que s'espera al món. Per exemple, el gas de piròlisi ja s'utilitza àmpliament a Europa avui dia. Tot tipus d'equips de cuina, instal·lacions de calefacció i fins i tot cotxes poden funcionar amb aquest combustible.
Definició
En realitat, sota el mateix concepte de "piròlisi" els químics entenen la descomposició d'una substància a nivell molecular sota la influència de l' alta temperatura, generalment en absència d'aire. Els compostos complexos en aquestes condicions es descomponen en altres més simples. En aquest cas, es formen diferents tipus d'elements nous en el mitjà. Per tant, bàsicament, la piròlisi és un procés de destil·lació en sec convencional.
Gas de la llenya
Quan el combustible es crema a altes temperatures en un entorn lliure d'oxigen, es formen els següents productes de combustió:
- gas de piròlisi;
- resina de piròlisi (producte líquid).
El primer producte de la llista té, entre altres coses, la característica que també es pot formar durant la combustió de combustible en un ambient d'oxigen. Tanmateix, en aquest cas, només es pot obtenir gas si el combustible es crema a una temperatura no inferior a 500 °C.
Quins productes es poden utilitzar
Les calderes de piròlisi a les llars poden funcionar amb fusta normal o palets especials, per exemple, amb serradures o encenalls de fusta premsada. També es poden pirolitzar diversos tipus de residus domèstics i industrials. Es crema de manera similar, per exemple, cautxú, pneumàtics vells de cotxes, plàstic, coses velles, etc. En aquest cas, la piròlisi permet no només obtenir una certa quantitat de calor, sinó també mantenir net l'entorn. Al cap i a la fi, com sabeu, el plàstic no es descompon a terra durant molt de temps. Els materials que contenen petroli de diversos tipus contaminen tant els mateixos sòls com les masses d'aigua.
També es pot cremar d'una manera similar:
- paper, cartró, tèxtils;
- metà;
- hidrocarburs;
- torba;
- fusta bàsica (inclosa la fusta impregnada químicament);
- palla, fulles, closques de nous, males herbes.
A més, els residus de pintura, olis, etc. es poden reciclar mitjançant la reacció de piròlisi. Això també ajuda a mantenir net el medi ambient.
Composició
El gas de piròlisi resultant conté, entre altres coses, moltes partícules, normalment en forma de sutge. També conté diversos tipus de components químics, per exemple, hidrogen. No obstant això, el principalla composició del gas de piròlisi segueix sent la següent:
- hidrocarburs volàtils;
- monòxid de carboni.
Molt perillós per a la salut humana i fins i tot la seva vida, el CO en aquesta reacció es forma a causa de la combustió incompleta del carbó vegetal.
Tipus de piròlisi
De moment, només hi ha dos tipus principals d'aquestes reaccions. La piròlisi pot ser:
- sec;
- oxidant.
El primer tipus de reaccions, al seu torn, es divideix en:
- temperatura baixa;
- temperatura alta.
Com es produeix el gas: piròlisi oxidativa
Aquesta reacció s'anomena actualment la més respectuosa amb el medi ambient i productiva. La piròlisi es produeix en aquest cas a temperatures molt elevades. Per exemple, quan es crema metà d'aquesta manera, s'hi barreja un cert percentatge d'oxigen. Amb la combustió parcial, la substància en aquest cas allibera una gran quantitat d'energia. Com a resultat, les restes de la mescla s'escalfen a una temperatura de 16.000 °C.
La reacció de la piròlisi oxidativa s'utilitza principalment per cremar diversos materials industrials que contenen petroli, així com plàstics i cautxú. El gas en aquest cas pot anar, per exemple, a escalfar els comerços de la pròpia empresa d'eliminació de residus.
Piròlisi seca
Aquesta reacció es produeix sense la participació d'oxigen i, com ja s'ha dit, al seu torn, pot ser de baixa o alta temperatura. En el primer casel combustible s'escalfa fins a un màxim - fins a 1000 ° C, en el segon - per sobre de 1000 ° C. Per obtenir una gran quantitat de gas de piròlisi, s'utilitzen principalment reaccions a alta temperatura.
Quan es crema combustible en un ambient de fins a 800 °C, s'obté força gas amb un baix poder calorífic. També en aquest cas, queda una quantitat força petita de coc i resines líquides.
El més adequat és obtenir gas de piròlisi a una temperatura de 900 a 1000 °C. En aquest cas, ja hi ha un percentatge màxim de la seva producció. En aquest cas, el gas obtingut d'aquesta manera té un poder calorífic mínim. Aquest producte es considera, entre altres coses, un combustible d' alta qualitat, adequat per al transport a llargues distàncies.
Quan el combustible es crema a temperatures entre 450 i 500 °C, la sortida és molt baixa tant en residus sòlids com en gas. Aquest últim, però, no és d' alta qualitat, ja que té el màxim poder calorífic.
On es pot utilitzar el gas
El procés de piròlisi permet així escalfar diferents tipus de locals amb la menor pèrdua de combustible. A més, utilitzant aquesta reacció, el medi ambient es manté net. Però on es pot utilitzar el gas de piròlisi format durant la combustió del combustible en un entorn lliure d'oxigen?
Aquest producte de combustió avui es considera a tot el món principalment com una font econòmica alternativa d'energia tèrmica. En alguns països europeus, el gas de piròlisi fa temps que és comúcombustible utilitzat per equips que escalfen aigua (per a sistemes de calefacció i aigua calenta), electricitat, vapor.
Calderes
Des de l'antiguitat, la gent ha escalfat les seves llars amb estufes convencionals que funcionen amb llenya i carbó. Més tard, les cases van començar a equipar-se amb modernes calderes de combustible sòlid que funcionaven amb el mateix tipus de combustible. Aquestes unitats s'utilitzen per escalfar llars en el nostre temps. Són econòmics i per a la seva instal·lació no cal obtenir permisos en diversos casos. Tanmateix, les calderes convencionals de combustible sòlid tenen un inconvenient força greu. Consumeixen combustible de manera extremadament antieconòmica. Queden molts residus de combustió a les cambres d'aquestes unitats. A més, una part de la calor generada per aquests equips simplement vola "per la xemeneia" juntament amb el fum.
Enginyers que van decidir corregir aquest inconvenient de les calderes de combustible sòlid i, finalment, van inventar unitats de calefacció per piròlisi econòmiques i fàcils d'utilitzar. En aquestes calderes, entre altres coses, hi ha cambres addicionals en les quals té lloc la postcombustió del gas de piròlisi.
La reacció en els agregats d'aquesta varietat es produeix amb una forta deficiència d'oxigen (15%). La fusta o qualsevol altre combustible d'aquest tipus d'equips es descompon en gasos i una petita quantitat de residus inorgànics. Per als gasos de piròlisi, la temperatura de combustió a la postcombustió pot arribar fins a 110-1200 °C.
On més es fa servir el gas
La piròlisi més utilitzada, per tant, rebuda en sistemes de calefacció i calefacció d'aigua. També s'utilitza àmpliament aquesta reacció:
- a la indústria de transformació;
- en productes químics;
- en desinfectar.
De vegades, el gas de piròlisi també s'utilitza avui en dia com a combustible per a diversos tipus d'equips o, com ja s'ha dit, per a cotxes.
Plantes generadores de gas
Un equip d'aquest tipus s'utilitza per produir combustible de piròlisi d' alta qualitat, que en alguns casos pot substituir, per exemple, el gas natural tradicional. Aquestes instal·lacions són forns hermètics amb subministrament d'aire regulable. La xemeneia d'aquest tipus d'equips pot estar bloquejada, entre altres coses.
Aconsegueix gas de piròlisi a les instal·lacions com segueix:
- Força l'aire al forn mitjançant una bomba.
- Després d'escalfar el contingut de la instal·lació a una temperatura determinada, el subministrament d'aire s'atura.
- El fum negre dens que surt de la unitat es neteja de sutge amb ciclons.
- Eliminar el vapor d'aigua del gas de piròlisi per augmentar la seva temperatura de combustió (passar per un refrigerador).
- El gas s'introdueix al filtre fi, el disseny del qual inclou un dipòsit d'aigua, instal·lació electrostàtica i cartutxos de cartró.
La purificació dels gasos de piròlisi abans del seu ús a la indústria, i de vegades a la vida quotidiana, s'ha de dur a terme sense f alta. Les partícules sòlides i tot tipus d'impureses químiques poden causar danys a l'equip,funcionant amb aquest tipus de combustible. A més, per exemple, el gas de piròlisi es pot bombejar a un cilindre.
Utilitzar combustible d'un generador de gas a casa
Les instal·lacions d'aquest tipus s'utilitzen més sovint, és clar, en producció. Però de vegades es compren per a habitatges particulars. Aconseguir gas de piròlisi a casa és una qüestió relativament senzilla. Alguns artesans solen fer fins i tot generadors de gas amb les seves pròpies mans.
El gas obtingut de les instal·lacions domèstiques es pot utilitzar per a diferents finalitats. Molt sovint, per exemple, els comerciants privats connecten estufes normals als generadors de gas. La combustió del gas de piròlisi no és tan intensa com el gas natural. No obstant això, encara és força convenient utilitzar l'estufa per al propòsit previst.
També, per exemple, un generador autògen sovint es connecta a generadors de gas a la vida quotidiana. Quan l'oxigen es subministra amb gas natural, la temperatura de la flama en aquests equips arriba als 2000 °C.
Com ja s'ha dit, a casa, el gas de piròlisi també es pot utilitzar com a combustible per a cotxes. Per a aquesta aplicació, només caldrà modificar lleugerament el motor de la màquina. Al mateix temps, tant els motors de gasolina com els dièsel poden funcionar amb aquest combustible. Aquest gas s'utilitza a casa, sovint en generadors d'energia.
Funcions de l'aplicació
Així, el gas de piròlisi té un grau de transferència de calor lleugerament inferior al natural o liquat. Per tant, per al correcte funcionament de diversos tipus de calefacció iequip de cuina, en utilitzar-lo, per a una combustió adequada i més intensa, cal augmentar-ne l'oferta.
En equips de cuina, es poden perforar dolls per a això, per exemple. El forn de gas de piròlisi en aquest cas funcionarà de la mateixa manera que el gas natural. És a dir, la intensitat de combustió del combustible serà la mateixa. A més, per transferir diversos tipus d'equips a un altre tipus de gas, sovint es canvia el seu firmware. En els vehicles que funcionen amb aquest combustible, el sistema de combustible es substitueix completament.
Màquines de cremar llenya
A la Unió Soviètica a principis de la dècada de 1920, els camions generadors de gas van ser utilitzats molt àmpliament. En aquells anys, fins i tot vam fer proves competitives d'aquests cotxes al nostre país.
El professor V. S. Naumov va instal·lar el primer motor generador de gas per a un cotxe a la nostra URSS l'any 1927. El 1928, l'Institut Científic d'Automoció i Tractors va començar a dissenyar aquests cotxes a Rússia. Els especialistes d'aquesta institució van realitzar experiments amb màquines estrangeres "Imbert-Dietrich" i "Pip".
El primer generador de gas NATI-1 construït al nostre país funcionava amb fusta normal. L'any 1932 també es va crear la instal·lació NATI-3, dissenyada per a un vaixell de motor. Al mateix temps, va aparèixer el primer generador de gas d'automòbil a Rússia, creat amb el suport de la societat Avtodor. Va rebre el nom "Avtodor-1". Fins i tot més tard, es van desenvolupar diverses instal·lacions més avançades d'aquest tipus a l'URSS. La composició del gas de piròlisi obtingut a partir d'ellsús, en realitat era de molt alta qualitat. Els vehicles propulsats amb aquest combustible són coneguts per la seva fiabilitat, rendiment superior i llarga vida útil.
Durant la Segona Guerra Mundial, els camions generadors de gas ZIS-5 i GAZ-AA es van utilitzar activament als fronts i a la part posterior de l'URSS. Al final de la guerra, uns 200 mil cotxes amb motors de gas de piròlisi ja estaven en funcionament al país.
Per descomptat, l'ús d'aquest combustible va ser causat principalment per la manca de productes petroliers al país en aquell moment. No obstant això, no s'ha de pensar que el gas de piròlisi només es va utilitzar a causa del dèficit pressupostari de l'estat. Aquest combustible en aquells dies es considerava força eficaç i prometedor i no només s'utilitzava a Rússia. Per exemple, als anys 20-30 del segle passat, els vehicles de piròlisi es van estendre en països com França, Alemanya, Gran Bretanya, Finlàndia i Suècia. A més, les màquines que funcionaven amb aquest gas eren àmpliament utilitzades en alguns països asiàtics. Per exemple, els cotxes d'aquest tipus es van operar amb èxit en aquell moment a la Xina, el Japó i l'Índia.
Antecedents històrics
La piròlisi de la fusta és un dels primers processos químics que va començar a ser utilitzat activament per les persones. A Rússia, per exemple, aquesta reacció es va utilitzar àmpliament ja al segle XII per a la producció de resina de pi. Aquest últim també es va utilitzar per a la impregnació de cordes, així com per al processament de vaixells fluvials i marítims. A escala industrial, els suecs van ser els primers a utilitzar la piròlisi per impregnar la fusta. En aquest país, aquesta reacció també ho éss'utilitza per fer resina impregnant.
A principis del segle XX, es van formar a Rússia algunes de les millors escoles de piròlisi de fusta del món. Això es deu, per descomptat, principalment al fet que molts boscos creixen al territori del nostre país. Abans de l'ús del gas natural, a Rússia teníem instal·lats potents equips de generació de gas a moltes empreses. Aquestes instal·lacions es van utilitzar durant molt de temps abans de l'arribada de les que funcionaven amb gas natural.
Per descomptat, més tard aquest equip es va declarar obsolet. Els generadors de gas van ser retirats de les fàbriques. I fins ara, malauradament, la piròlisi com a tipus de combustible econòmic alternatiu, a diferència dels països europeus, no s'ha generalitzat a la Federació Russa. No obstant això, aquest tipus de combustible a Rússia es reconeix actualment com molt prometedor. Per tant, és possible que en un futur proper el gas de piròlisi s'utilitzi molt més al nostre país. Després de tot, l'ús d'aquest combustible no només permet estalviar diners, sinó també estalviar el medi ambient.
