Что такое пиролиз, описание процесса, каковы его основные методы и продукты

Пиролиз — что же это такое? Речь идет про упорядоченный процесс распада соединений органического/неорганического типов. Как правило, все это происходит на уровне молекул. В основе химической реакции лежит непосредственно высокий температурный режим. Немаловажное значение имеет соблюдение условия отсутствия доступа к кислороду. 

Пиролиз — что это такое 

В переводе с греческого языка термин означает «распад жара». Суть технологии заключается в термическом разложении различного рода соединений при недостатке кислорода. Метод отлично подходит для переработки органических твердых отходов, нефтешламов и различных продуктов бурения. 

Практика показывает, что производственная технология незаменима для получения этилена из нефтяных продуктов. Также это касается пропилена, бутадиена и бензола. Сырьевой материал часто используется при производстве полимеров и пластика, а также получения синтетической пленки. 

Описание процесса, условия для проведения 

Фундаментальной основой горения является непосредственно окислительный процесс веществ. В рамках него предусмотрены стандартные сочетания в виде Н2 + О и С + О2. Результат химической реакции представлен образованием углекислого газа и воды. Процесс горения сопровождается образованием большого количества тепловой энергии.

Порядок реализации технологического процесса имеет следующий вид:

1. Размещение топлива непосредственно в реакторе.
2. Разогрев сырья до уровня в +500°С.
3. Распад вещества на СО2, Н2 и твердые остатки.
4. Вывод химических соединений через канал. 
5. Равномерное охлаждение остатка. 

Пиролиз — это же что? В основе процесса пиролиза лежит безопасная утилизация химических веществ. В первую очередь это касается источников токсинов, которые активизируются в процессе окислительно-восстановительных реакций. Секрет широкой популярности пиролиза заключается в его базовых преимуществах. Ниже приведены основные из них:

• минимальное количество отходов;
• высокий уровень КПД (90%);
• эффективная переработка остатков;
• возможность восполнения ресурсов (в т. ч. нефти синтетической);
• образование кислот органического типа и углеводородов;
• генерирование большого количества тепловой энергии. 

Внимание! В основном мусор запрещено сжигать. Связано это с сильным загрязнением атмосферы. Технология горения без дыма позволяет качественно и эффективно утилизировать различные виды мусора. Метод в полной мере соответствует действующим стандартам. 

Пиролиз возможен в температурном режиме от 200 до 900°С. В противном случае активация реакции станет невозможной. В большинстве случаев функцию теплового носителя выполняет электрическая энергия или газ пиролизный. 

Методы пиролиза 

Пиролиз. Что же это такое простыми словами, приведено выше. На сегодняшний день существует несколько методов реализации химического процесса. Классификация осуществляется по способу нагрева, типу используемого сырьевого материала. Выбор подходящего варианта напрямую зависит от способа утилизации. 

Сухой 

Что такое пиролиз сухой? Речь идет непосредственно про упорядоченный процесс горения, в основе которого лежит условие полного отсутствия кислорода. Технология направлена на предотвращение окислительно-восстановительных реакций. Методика основана на применении дегидратирующих средств. В большинстве случаев установки пиролиза потребляют электрическую энергию. 

Отдельного внимания заслуживает порядок протекания химических реакций при разных условиях температуры. Табличный материал приведен ниже:

Пиролиз — это в органической химии упорядоченная и эффективная переработка отходов углеводородного типа. Полученный твердый остаток может быть без проблем использован в качестве вторичного сырья. Метод получил широкое распространение в химической промышленности. 

Окислительный

Окислительный метод пиролиза — что это? Речь идет непосредственно про экологически чистую технологию, в основе которой лежит процесс разогрева до 900°С. Выйти на такой показатель можно без проблем за счет активизации горячих дымовых газов. Именно они выполняют функцию катализатора. В процессе сгорания вещества выделяется большое количество энергии тепла. В результате нагрев твердого остатка осуществляется до температуры 16 тыс.°С. 

Внимание! Технология окислительного пиролиза незаменима при утилизации различных промышленных отходов. Также это касается сжигания мусора, резины и различных остатков нефтепродуктов. Метод зарекомендовал себя на практике с положительной стороны. 

Современные способы пиролитического разложения сырья

Пиролиз — это обычный химический процесс, который получил новую технологическую модификацию. К числу современных методов утилизации относятся следующие:

1. Каталитический. Реакция, как правило, происходит под сильным воздействием низких температур (до 200°С). В результате из сырья получается твердый остаток, который по эксплуатационным качествам превосходит вторсырье.
2. Инициированный. Метод позволяет эффективно перерабатывать углеводороды, что приводит к увеличению объема твердого/жидкого остатков.
3. Термоконтактный. Именно металл в расплавленном состоянии выполняет функцию катализатора. В процессе химической реакции наблюдается выработка большого количества тепла. При этом объем образования кокса минимальный.
4. Гидропиролизный. Технология подразумевает выдержку температуры в 900°С и подачу воды под давлением в 100 Бар. В результате химической реакции образуется большое количество углеводородов и смолы.

Как реально происходит пиролиз, уже разобрались выше. Главная особенность современных методов пиролиза заключается в высоком уровне эффективности. Немаловажное значение имеет и экологическая безопасность.

Виды установок для пиролиза 

Классификация рабочих установок осуществляется по ряду критериев. Если речь идет о продуктивности, то здесь распространены бытовые и промышленные модели. В первом случае оборудование отличается компактными размерами, во втором — высоким уровнем производительности и крупными габаритами. 

Разделение пиролизных установок на отдельные категории осуществляется по ряду показателей. А именно:

• уровень производительности;
• полный вес в сборе;
• точные габариты;
• номинальная мощность;
• источник используемой энергии;
• общее количество уровней. 

Практика показывает, что в бытовых условиях лучше всего использовать установки небольших размеров. Такие модели генерируют достаточное количество энергии тепла для жилых помещений. 

Пиролиз 

Классификация профильных установок также проводится в разрезе используемого сырьевого материала. Ниже приведены наиболее популярные варианты. 

ТБО 

Технология пиролиза позволяет существенно минимизировать негативное воздействие на природу. В большинстве случаев химическая реакция приводит к формированию твердого остатка, который получил широкое применение в качестве вторичного сырья. 

Функциональные установки позволяют эффективно перерабатывать различные отходы в сфере автомобильной, фармацевтической, деревообрабатывающей и электротехнической промышленности. Упорядоченный процесс утилизации не предусматривает образование тяжелых металлов, а только биоразлагаемые и безопасные материалы. 

Мусор и покрышки 

Пиролиз. Наглядные примеры реакций представлены в виде стандартизированной переработки мусора и покрышек. Суть данного процесса заключается в упорядоченном разложении тяжелых органических веществ. В итоге химическая реакция приводит к образованию элементов с низким уровнем молекулярной массы. 

С экономической точки зрения переработка покрышек и резиновых изделий по методу пиролиза выгодна. Технология исключает загрязнение окружающей среды вредными газами. Она в полной мере соответствует действующим экологическим стандартам. 

В промышленности 

Где реально применяется пиролиз? Функциональные установки нашли широкое применение в различных сферах промышленности. В первую очередь это касается переработки ТБО и различных отходов. Немаловажное значение имеет получение углеводородов и переработка метана. Также это касается получения древесного угля. 

Профильное оборудование включает несколько базовых технологических узлов. Основные среди них следующие:

1. Пиролизный узел. Печи предназначены для переработки сырьевого материала.
2. Разделение продуктов. Продукты делятся на несколько категорий: вода, смола и пиролизный газ.
3. Компримирование. Сжатие пирогазов осуществляется под высоким давлением.
4. Сушка. Речь идет непосредственно про удаление воды.
5. Охлаждение. Процесс осуществляется в условиях низкой температуры. 

Внимание! Пиролиз является фундаментальной основой в сфере крупнотоннажного производства этилена, пропилена и ряда мономерных продуктов. Технология постоянно совершенствуется на предприятиях химической промышленности. 

Продукты пиролиза и их применение

Что такое пиролиз в органической химии, подробно приведено в разделе выше. К числу конечных продуктов процесса относятся твердые, жидкие и газообразные соединения. Речь идет о ДТ, бензине и древесном угле. Также это касается металлов и синтетических газов.

Практика показывает, что в процессе химической реакции выделяется большое количество тепла. Его можно без проблем использовать при отоплении помещений. Производство сложных полимерных веществ невозможно без применения синтетических газов. Также это касается жидкостей, выполняющих аналогичную функцию. Как правило, они незаменимы при производстве пластика. 

В большинстве случаев твердые остатки используются в пиролизных установках в качестве вторичного сырья. Древесный уголь лучше всего использовать в рамках прямого назначения. 

Пиролиз — это экологически чистый способ переработки мусора, в том числе промышленных отходов. При использовании пиролизных установок в атмосферу не выделяются токсические соединения. Кроме того, в процессе образуется вторичное сырье, а также дешевая тепловая энергия.