Pirolisi

Spieghiamo cos'è la pirolisi, il processo, la curva della pirolisi, i tipi che sono e danno diversi esempi

Cos'è la pirolisi?

IL pirolisi È la decomposizione termica di materiali ad alte temperature in un'atmosfera inerte. Questo tipo di atmosfera non contiene ossigeno ed è formato principalmente da azoto, il che garantisce che la decomposizione sia causata solo dal calore.

Nei processi di pirolisi, i composti organici grandi e complessi sono suddivisi in molto più semplici e più piccoli. Alcuni di questi composti evaporano e diventano gas, altri diventano liquidi viscosi scuri e una buona parte di loro diventano carbone.

Al momento, la pirolisi viene utilizzata come mezzo per trasformare diversi tipi di rifiuti e rifiuti solidi in carburanti che possono quindi essere utilizzati per generare energia.

Quando frigiamo il cibo, si verifica la pirolisi

Un esempio di pirolisi Questo è ciò che accade al cibo quando li friggi nell'olio. L'olio aiuta a riscaldare il cibo senza toccarli, quindi consente la pirolisi. Questo è ciò che produce sapore e colore negli alimenti fritti. In effetti, quando diciamo che qualcosa è stato bruciato, quello che è successo è che la pirolisi l'ha fatta carbone.

Il processo di pirolisi

La pirolisi è un processo complesso che coinvolge molte reazioni chimiche. Questa complessità è determinata da diversi fattori:

• Dipende dal tipo di sostanza che viene pirolizzato. Non è lo stesso decomporre lo zucchero rispetto a un olio, poiché le reazioni saranno diverse.
• Le diverse reazioni della pirolisi iniziano e finiscono a temperature diverse.
• Varia in base alla velocità con cui la sostanza è calda.
• Dipende dal fatto che si tratti di una sostanza pura o di una miscela di diversi tipi di sostanze.
• Dipende dall'umidità del campione.

Reattori

Per eseguire il processo di pirolisi, è necessario utilizzare un reattore. Questo non è altro che un tipo di contenitore chiuso (simile a un vaso di pressione) che può essere riscaldato senza aria.

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Prodotti di pirolisi

Indipendentemente da quanto possa essere complicato, la pirolisi della maggior parte dei composti organici offre quasi sempre gli stessi tipi di prodotti. Questi possono essere raggruppati come segue:

• Carbone

Carbone

È il residuo solido della pirolisi. È un solido nero che è principalmente composto da diverse forme di carbonio. Questo è ciò che rimane quando il cibo viene bruciato.

• Bioaceite

Bioaceite

È un liquido viscoso e scuro, quasi nero. Contiene catrame, rottura e altri composti organici liquidi come acidi, esteri, alcoli, ecc.

• Biogas

Vengono chiamati gas che si verificano durante la pirolisi di materiali come legno, carta e altri rifiuti organici Biogas. Questo contiene una miscela di diversi gas tra cui monossido di carbonio e gas che usiamo per cucinare, tra gli altri.

Curva di pirolisi

Le curve di pirolisi sono grafiche che le sostanze chimiche usano per studiare il processo di pirolisi. Con loro puoi determinare a quale temperatura inizia e termina la pirolisi, se il calore e altre caratteristiche del processo vengono assorbiti o rilasciati.

Queste curve sono ottenute attraverso due importanti tecniche chiamate termogravimetriche (ATG) e calorimetria a scansione differenziale (CDB), che sono completate dalla cromatografia gas (CG), come descritto di seguito:

Analisi termogravimetrica (ATG)

Questa tecnica consiste nel pesare una sostanza in quanto è riscaldata, quindi graficamente la pasta rispetto alla temperatura.

Quando in un campione si verificano pirolisi e composti chimici, si decompongono ed evaporano, il campione diventa più leggero, poiché l'impasto diminuisce.

Calorimetria a scansione differenziale (CDB)

Questa tecnica viene utilizzata per misurare la quantità di calore che una sostanza si assorbe o rilascia durante le diverse fasi della pirolisi. Se assorbi il calore, si dice che il processo sia Endotermico, E se lo rilasci, si dice che lo sia esotermico.

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Gascromatografia (CG)

Nella maggior parte dei casi, le due tecniche precedenti vengono utilizzate insieme alla gascromatografia. Questo serve a separare e identificare tutti i prodotti dalla pirolisi.

Tipi di pirolisi

La pirolisi è classificata in base alla velocità con cui le sostanze sono riscaldate:

Pirolisi lenta o carbonizzazione

Questo è il tipo di pirolisi che è stato usato per centinaia di anni per produrre carbone dal legno. È un processo lento che può durare fino a 48 ore ed è riscaldato a circa 500 ° C.

Pirolisi intermedia o convenzionale

In questo caso, il riscaldamento è più veloce e la pirolisi viene eseguita per 5-10 minuti. La pirolisi intermedia viene spesso utilizzata per convertire rifiuti come segatura, cibo e persino rifiuti di liquami in carburanti secondari.

Pirolisi rapida

È uno in cui i campioni vengono rapidamente riscaldati fino a 425-600 ° C in solo un paio di secondi in modo che si verifichi la pirolisi, e quindi i prodotti sono rapidamente freddi. È usato per produrre più bioaceite possibile.

Pirolisi flash o molto veloce

È molto simile a quello precedente, solo molto più veloce. In meno di mezzo secondo, la sostanza viene riscaldata a più di 1000 ° C, la pirolisi si verifica in un tempo molto breve e produce molto più bioaceite che in tutti i casi precedenti.

Pirolisi del vuoto

Come suggerisce il nome, viene effettuato in un vuoto e dura tra 2 e 30 secondi. La velocità di riscaldamento è media, la temperatura massima è generalmente di 400 ° C e il suo prodotto principale è bioaceite.

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Esempi di reazioni di pirolisi

• Pirolisi del glucosio: È anche noto come caramellizzazione e si verifica a 160 ° C.
• Pirolisi della cellulosa: Inizia a 280 ° C e termina sopra i 500 ° C. Inizialmente, la cellulosa diventa disidratata e alcuni legami vengono rotti, quindi la catena di zuccheri si rompe e forma una miscela di grilletto.
• Pirolisi dell'olio vegetale: Gli oli vegetali e anche i grassi animali contenenti trigliceridi, possono diventare biodiesel attraverso la pirolisi.
• Pirolisi di sfregamento usato: Il degrado inizia a 152 ° C e termina a ca. 490 ° C. Implica una perdita totale del 67% della massa di gomma originale.
• Pirolisi di plastica: Viene eseguito a temperature tra 300 e 900 ° C. I catalizzatori sono quasi sempre usati per migliorare la conversione del polimero in oli combustibili.

Riferimenti

1. Dhyani, v., & Bhaskar, T. (2019). Pirolisi della biomassa. Biofuelli: materie prime alternative e processo di conversione per la produzione di biocarburanti liquidi e gassosi, 217-244.Doi: 10.1016/B978-0-12-816856-1.00009-9
2. Lee, Sze Ying & Sankran, Revathy & Kit Wayne, Chew & Tan, Chung Hong & K, Rambabu & Show, Pau-Loke. (2019). Scated to Bioenergy: una revisione sulle recenti tecnologie di conversione. Energia BMC. 1. 10.1186/S42500-019-0004-7.
3. Li, l., Rowbotham, j. S., Christopher Greenwell, H., & Dyer, P. W. (2013). Un'introduzione alla pirolisi e alla pirolisi catalitica: tecniche versatili per la conversione della biomassa. Sviluppi nuovi e futuri in catalisi, 173-208.Doi: 10.1016/B978-0-444-53878-9.00009-6
4. Miandad R, Rean M, Barakat MA, Aburiazaiza AS, Khan H, Ismail IMI, Dhavamani J, Gardy J, Hassanpour A e Nizami A-S (2019) Pirolisi catalitica dei rifiuti di plastica: muoversi verso biorefine a base di pirolisi. Energy Res. 7 (27). Doi: 10.3389/fenrg.2019.00027
5. Pirolisi. (20 marzo 2021). In Wikipedia.org. Preso da.Wikipedia.org
6. Rojas, a.F., Aranzazu, l.M. (2016). Analisi termogravimetrica e studio cinetico della pirolisi dei rifiuti solidi veterinari. Ingegneria, 21 (3). 276-289.