ปรากฏการณ์ไพโรไลซิสมักจะมาพร้อมกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็งในเตาเผาความร้อนและหม้อไอน้ำ ขนาดของกระบวนการขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการคือโหมดการเผาไหม้และการออกแบบโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในบ้าน เรานำเสนอรายละเอียดเกี่ยวกับไพโรไลซิสของไม้หรือถ่านหินตัวเลือกสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและในประเทศ เป้าหมายคือเพื่อปัดเป่าตำนานที่คิดค้นโดยผู้ขายและผู้ผลิตช่างฝีมือของ "ไพโรไลซิ" อุปกรณ์ราคาแพงออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนบ้านส่วนตัว
ไพโรไลซิสคืออะไร - คำอธิบายกระบวนการ
ในทางทฤษฎีสารใด ๆ รวมถึงสารประกอบคาร์บอนที่มีไฮโดรเจนสามารถเผาไหม้ได้เช่น:
- ถ่านหิน;
- ก๊าซธรรมชาติ (มีเทนโพรเพนและอื่น ๆ );
- มวลชีวภาพ - สดแห้ง
- ผลิตภัณฑ์ไม้เซลลูโลสไม้สามัญ
- พลาสติกชนิดต่าง ๆ
- ยางจากยางธรรมชาติหรือยางสังเคราะห์
- น้ำมันอนุพันธ์
- ขยะที่ประกอบด้วยคาร์บอนอื่น ๆ
ที่ทางออกให้รับพลังงานความร้อนจำนวนหนึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้นเริ่มต้นของมวลที่ถูกเผา เพื่ออธิบายกระบวนการเราใช้สูตรทางเคมี:
การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชั่นอย่างรวดเร็ว ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะรวมกับอนุภาคออกซิเจนสองอะตอมและไฮโดรเจน 2 อะตอมจะทำปฏิกิริยากับอนุภาคออกซิเจน 1 ตัว เป็นผลให้สารประกอบที่ไม่เป็นอันตรายเกิดขึ้น - คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 และน้ำ ส่วนหลังจะระเหยไปเมื่อถูกความร้อนโดยนำความร้อนบางส่วนออกไป
จุดสำคัญ ในสภาพจริงอะตอมไฮโดรเจนและคาร์บอนไม่ทั้งหมดหาคู่เนื่องจากขาดโมเลกุลออกซิเจน ดังนั้นองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จึงรวมถึงสารประกอบที่ติดไฟได้ที่เป็นอันตรายเพียงเล็กน้อย - คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), ไฮโดรเจนฟรี (N)2) และคาร์บอนในรูปของเขม่า
ไพโรไลซิสเป็นปฏิกิริยาการสลายตัวของสารที่เกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อนและขาดออกซิเจนฟรี หลักการที่ระบุถูกนำมาใช้ในหน่วยสร้างก๊าซ:
- เชื้อเพลิง (โดยเฉพาะไม้) จะอยู่ในถังโลหะปิด - เครื่องปฏิกรณ์
- ความสามารถในการให้ความร้อนจากภายนอกถึง 500 ... 900 องศาผ่านช่องพิเศษ - ผู้ซื้อจะจ่ายอากาศเป็นจำนวนมิเตอร์
- ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงสารสลายตัวเป็น 3 องค์ประกอบหลักคือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจน (N)2) และกากคาร์บอนที่เป็นของแข็งหรือของเหลว คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำปริมาณเล็กน้อยจะเกิดขึ้นพร้อมกัน
- ผลิตภัณฑ์ที่ระเหยได้ประกอบด้วยก๊าซไพโรไลซิสซึ่งเป็นส่วนผสมที่ติดไฟได้ของไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ปล่อยให้ถังผ่านท่อแยกต่างหาก เชื้อเพลิงก๊าซที่ปล่อยออกมาจะถูกทำความสะอาดระบายความร้อนแล้วสูบเข้าไปในถัง
การอ้างอิง ภายใต้เงื่อนไขการผลิตก๊าซสังเคราะห์ที่ได้จะถูกส่งไปให้ความร้อนในปริมาณเท่ากันกับเครื่องกำเนิดก๊าซ
การเผาไหม้และไพโรไลซิสเป็นกระบวนการที่แตกต่างกัน 2 กระบวนการที่สามารถเกิดขึ้นพร้อมกัน ตัวอย่าง: ในระหว่างการเผาฟืนที่รุนแรงคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ไม่เป็นอันตรายจะเกิดขึ้นในเตาเผาหม้อไอน้ำ2 ใหญ่กว่ามาก และในทางกลับกันในการเผาฟืนของฟืนไฮโดรเจนและควันจำนวนมากถูกปล่อยออกมาซึ่งส่วนหนึ่งสามารถเปลี่ยนเป็น CO ได้2 - ออกซิไดซ์ นั่นคือทั้งหมดขึ้นอยู่กับปริมาณของออกซิเจนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา
ผลของความชื้นสูง
ปริมาณความชื้นสูงในวัสดุเริ่มต้นมีผลต่อปฏิกิริยาการเผาไหม้และไพโรไลซิอย่างเท่าเทียมกัน พิจารณากระบวนการเผาไม้เป็นตัวอย่าง:
- เมื่อเผาไหม้พลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกใช้ไปกับการระเหยน้ำที่อยู่ในเนื้อไม้ ปริมาณความร้อนที่ทางออกลดลงอย่างมากทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิง
- ความชื้นจะช้าลงอย่างมากการสลายตัวเนื่องจากความร้อนของสารน้ำที่ผ่านการระเหยจะเป็นส่วนหนึ่งของความร้อนที่ใช้ในการทำความร้อนอุณหภูมิที่ต้องการ (ขั้นต่ำ 500 ° C) ไม่สามารถทำได้ แทบจะไม่มีไพโรไลซิสของไม้ที่มีความชื้นมากกว่า 50%
ตัวบ่งชี้ความชื้นที่ดีที่สุดสำหรับการเผาไหม้ผลไม้หรือการสลายตัวของไม้ในเครื่องกำเนิดก๊าซคือ 8 ... 15% ที่บ้านมันไม่สมจริงที่จะบรรลุตัวชี้วัดดังกล่าวการอบแห้งฟืนนาน ๆ ภายใต้หลังคาช่วยให้คุณมีความชื้น 20-25%
การอ้างอิง ในการผลิตเชื้อเพลิงเม็ดและ briquettes ที่โรงงานขี้เลื่อยจะถูกทำให้แห้งที่ตัวบ่งชี้ 8-10% ความชื้นสูงสุดของเม็ดสำเร็จรูปคือ 15%
ทำไมต้องใช้การสลายตัวด้วยความร้อน
ขอบเขตของกระบวนการไพโรไลติกค่อนข้างกว้าง:
- การผลิตโพรพิลีนและเอทิลีนสำหรับอุตสาหกรรมเคมีโดยการแปรรูปฟีดไฮโดรคาร์บอนเหลว (น้ำมัน)
- การรับถ่านโดยวิธีการสลายตัวโดยปราศจากออกซิเจนจากเศษไม้
- กระบวนการเดียวกัน แต่มีแหล่งจ่ายอากาศ จำกัด ทำให้สามารถสร้างก๊าซสังเคราะห์ที่เผาไหม้ได้จากต้นไม้ซึ่งมีส่วนผสมของมีเธนไฮโดรเจนก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และไนโตรเจนที่เป็นกลาง
- ไพโรไลซิสของถ่านหิน - น้ำตาลและหิน - พื้นที่ทั้งหมดของกระบวนการ สารประกอบที่ได้คือน้ำมันเบนซินสังเคราะห์โค้กแอมโมเนียน้ำมันดิน โทลูอีนเบนซีนแนฟทาลีนและฟีนอลต่างๆที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีนั้นถูกขุดขึ้นมาจากหลัง
- การพัฒนาใหม่ - การใช้ประโยชน์ขยะมูลฝอยในชุมชนในเชิงพาณิชย์ยางรถยนต์พลาสติกสารอินทรีย์
บันทึก. วิธีการที่มีชื่อเสียงที่สุดสำหรับการใช้ปฏิกิริยาแบบไพโรไลติกมีการระบุไว้ที่นี่ ในความเป็นจริงมีหลายกรณีการใช้งาน วิกิพีเดียอ้างว่ากระบวนการไพโรไลซิสยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์โครงการหลายโครงการกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา
สำหรับการสลายตัวทางความร้อนเตาไพโรไลซิสและเครื่องปฏิกรณ์ต่าง ๆ ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม แผนภาพด้านบนแสดงเครื่องกำเนิดก๊าซที่แปรรูปเศษไม้และขี้เลื่อยเป็นเชื้อเพลิงก๊าซ บทบาทหลักที่นี่มีการเล่นโดยเครื่องปฏิกรณ์กลั่นแห้งโดยตรงโดยตรงซึ่งวัตถุดิบที่เตรียมไว้จะถูกประมวลผลเป็นก๊าซสังเคราะห์โดยการเผาไหม้ช้า
ความแตกต่างที่สำคัญ ก่อนที่จะบรรจุลงในเตาไพโรไลซิสหรือเครื่องกำเนิดก๊าซไม้จะถูกบดและอบให้มีความชื้น 10% หรือน้อยกว่าเสมอ
ในเคมีอุตสาหกรรมใช้เทคโนโลยีไพโรไลซิสอย่างรวดเร็วเมื่อเครื่องปฏิกรณ์ถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิ 700 ... 900 ° C เป็นระยะเวลาสั้น ๆ เป้าหมายคือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์และเพิ่มความเร็วในการประมวลผล
ใช้ในประเทศ
ในระดับครัวเรือนไพโรไลซิสช่วยแก้ปัญหาดังต่อไปนี้:
- การทำความสะอาดเตาอบหรือหม้อทอดจากคราบไขมันเหนียวที่ไม่สามารถนำออกได้โดยอัตโนมัติ
- การผลิตถ่าน
- เครื่องทำความร้อนในบ้านส่วนตัวด้วยหม้อไอน้ำเชื้อเพลิงแข็งไพโรไลซิ
วิธีที่ดีที่สุดในการทำความสะอาดกระทะคือวางไว้ในเตาอบตั้งอุณหภูมิไว้ที่ 200 ... 250 ° C แล้วปล่อยทิ้งไว้ครึ่งชั่วโมง หากไม่มีออกซิเจนการเกิดตะกอนจะเกิดขึ้นจะมีเพียงขี้เถ้าเท่านั้นที่เหลืออยู่และเครื่องดูดควันก็จะกำจัดก๊าซไพโรไลซิสออกไป
การอ้างอิง เตาอบมีรุ่นที่มีฟังก์ชั่นการทำความสะอาด pyrolytic ในตัว ในตอนท้ายของ "การคั่ว" มันจะยังคงอยู่เพียงเพื่อเช็ดพื้นผิวภายในและทิ้งเถ้าที่เกิดขึ้น
ถ่านถูกใช้สำหรับการทอดบาร์บีคิวช่างตีเหล็กและจุดประสงค์ที่แปลกใหม่มากขึ้น - เติมเชื้อเพลิงเครื่องกำเนิดก๊าซรถยนต์ (วิธีการทำงานเราอ่านในวัสดุแยกต่างหาก) วิธีการได้รับ - การเผาขยะไม้ภายในภาชนะปิดนั่นคือช้า pyrolysis
เราเสนอการวิเคราะห์ในรายละเอียดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเครื่องกำเนิดความร้อนไม้ไพโรไลซิ
ตำนานเกี่ยวกับไพโอไลซิสหม้อไอน้ำ TT
ความแตกต่างทางโครงสร้างหลักระหว่างฮีตเตอร์ของเครื่องกำเนิดก๊าซกับหม้อไอน้ำแบบเผาไหม้โดยตรงคือ 2 ห้องแทนที่จะเป็นแบบเดียวหัวฉีดเซรามิกจะถูกจัดเรียงระหว่างทั้งสองห้องไฟไหม้อากาศถูกบังคับโดยพัดลม ผนังโลหะของหน่วยไพโรไลซิสได้รับการป้องกันโดยบุด้วยอิฐทนไฟ เขาทำงานอย่างไร:
- ฟืนหรือถ่านหินถูกวางไว้ในห้องชั้นบน (หลัก) และจุดไฟ
- ระบบอัตโนมัติเริ่มพัดลมเพิ่ม
- เมื่ออุณหภูมิในเตาเพิ่มขึ้นถึง 500 องศาการปล่อยก๊าซไพโรไลซิสจะเริ่มขึ้น
- ดำเนินการโดยการไหลทั่วไปของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้สารระเหยเหล่านี้เข้าสู่ห้องรองที่ต่ำกว่าซึ่งพวกเขาจะถูกเผาในที่ที่มีออกซิเจน (สมมุติ)
ในความเป็นจริงก๊าซสังเคราะห์ที่เกิดขึ้นจะเริ่มไหม้แม้ในเตาเผาหลักเนื่องจากพัดลมจ่ายอากาศมากเกินไป มีเพียงเปลวไฟคบเพลิงเท่านั้นที่ถูกนำเข้าไปในห้องที่สอง ... และนั่นก็คือ นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จะเคลื่อนที่ผ่านท่อความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำให้สารหล่อเย็นร้อนและบินไปยังปล่องไฟ
ส่วนที่เพิ่มเข้าไป. มีการออกแบบเครื่องทำความร้อนอีกแบบ - โดยไม่มีพัดลมห้องรองตั้งอยู่ที่ด้านบน จากมุมมองของไพโรไลซิสแนวคิดไม่ทำงานหน่วยทำหน้าที่เป็นหม้อต้มน้ำร้อนที่ใช้ไม้เป็นเชื้อเพลิงแม้ว่ามันจะมีราคาสูงกว่าสองเท่าของคลาสสิค
ผู้สนับสนุนเครื่องกำเนิดความร้อนแบบไพโรไลซิส (เช่นผู้ผลิตอุปกรณ์นี้ผู้ขายและช่างฝีมือที่บ้าน) ให้ความสำคัญกับข้อดีของหม้อไอน้ำ TT ดังนี้:
- เชื้อเพลิงถูกเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ส่วนที่เหลือในกระทะเถ้าเป็นศูนย์จริง;
- เวลาการเผาไหม้ - 10 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น
- ปริมาณการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายในชั้นบรรยากาศต่ำ
- ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากประสิทธิภาพของ 86 ... 90% (ตัวบ่งชี้ผู้ผลิต) เทียบกับหม้อไอน้ำแบบดั้งเดิมที่มีประสิทธิภาพ 75%
ลองหาความจริงของข้อความเหล่านี้กัน ช่วงเวลาแรก: หากมีการบรรจุเตาไฟด้วยไม้แห้ง (จำเป็นต้องทำตามคำแนะนำในการใช้งานเครื่องทำความร้อน) เถ้าละเอียดจะยังคงอยู่หลังจากการเผาไหม้ การไหลของอากาศที่สร้างขึ้นโดยพัดลมและการเร่งความเร็วในหัวฉีดเพียงแค่เป่าสิ่งสกปรกที่ตกค้างในปล่องไฟ
ผลที่ได้คือกระทะเถ้าที่ว่างเปล่าเกือบเป็นภาพลวงตาของการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ หากคุณวางไม้แห้งในหม้อไอน้ำ TT เทอร์โบชาร์จแบบคลาสสิกคุณจะได้สิ่งที่คล้ายกันนั่นคือเถ้าเล็กน้อยที่ด้านล่าง นั่นคือความสมบูรณ์ของการเผาไหม้ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเชื้อเพลิงและไม่ใช่ในการออกแบบเครื่องกำเนิดความร้อน
คิดเห็น การวางฟืนดิบที่มีความชื้นมากกว่า 50% จะทำให้เกิดผลเสียต่อหม้อไอน้ำ พิจารณาตัวเลือกดังกล่าวไม่มีจุดหมาย
ให้คำตอบสั้น ๆ กับข้อความที่เหลืออยู่:
- เวลาในการเผา 10-12 ชั่วโมงสอดคล้องกับความเป็นจริง อีกสิ่งหนึ่งคือตัวบ่งชี้สามารถทำได้เนื่องจากขนาดของห้องเชื้อเพลิง (100 ลิตรหรือมากกว่า) ที่วางฟืนจำนวนมาก ไพโรไลซิสไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับมันเลย
- การรับรองด้านสิ่งแวดล้อมของหม้อไอน้ำเป็นเรื่องจริง พัดลมสูบลมส่วนเกินมีก๊าซพิษน้อยมาก ในโหมดแสตนด์บายออกซิเจนจะไม่เข้าสู่เตาเผาฟืนอย่างช้าๆและปริมาณการปล่อยก๊าซอันตรายเพิ่มขึ้น
- ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ 90% เป็นนิทาน ในโหมดการเผาไหม้ที่ใช้งานอยู่หลักการของการทำงานของหม้อไอน้ำนั้นคล้ายกับรุ่นเทอร์โบชาร์จของหน่วยดั้งเดิมซึ่งมีประสิทธิภาพไม่เกิน 75% เมื่อพัดลมดับเปลวไฟก็จะตาย Embers จะปล่อยความร้อนออกมาเล็กน้อย
ข้อสรุป การได้มาซึ่งรูปแบบการสร้างก๊าซของหม้อไอน้ำเชื้อเพลิงแข็งเป็นกิจการที่น่าสงสัยมาก หน่วยมีราคาแพงกว่ารุ่นทั่วไปสามเท่าและหนักกว่าสองเท่าเนื่องจากการจัดวาง โดยทั่วไปเครื่องกำเนิดความร้อนแบบโฮมเมดนั้นมีความน่าเชื่อถือและราคาถูกกว่าโรงงานทั่วไป แต่มีขนาดใหญ่เกินไป ในแง่ของประสิทธิภาพและคุณสมบัติอื่น ๆ พวกเขาไม่ได้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าหม้อไอน้ำ TT คลาสสิกที่มีการควบคุมแรงดึงของกังหันหรือโซ่
ผู้ประกอบการผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงจะยืนยันความคิดเห็นของเราในวิดีโอของเขา:
ข้อสรุป
โดยทั่วไปไพโรไลซิสเป็นปรากฏการณ์ที่ค่อนข้างมีประโยชน์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีในระดับครัวเรือนกระบวนการไพโรไลติกถูกนำมาใช้ไม่บ่อยนักแม้ว่าจะเกิดก๊าซที่ติดไฟได้ในเตาเผาไม้หรือหม้อไอน้ำก็ตาม ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์ที่จะซื้อโมเดลไพโรไลซิสที่มีราคาแพง