Die behoefte aan die gebruik van ekonomiese brandstof is lank reeds in die wêreld. Pirolisegas word byvoorbeeld vandag reeds wyd in Europa gebruik. Allerhande kombuistoerusting, verhittingsinstallasies en selfs motors kan op sulke brandstof loop.
Definisie
Eintlik, onder die konsep van "pirolise" verstaan chemici die ontbinding van 'n stof op die molekulêre vlak onder die invloed van hoë temperatuur, gewoonlik in die afwesigheid van lug. Komplekse verbindings onder sulke toestande ontbind in eenvoudiger. In hierdie geval word verskillende soorte nuwe elemente in die medium gevorm. In wese is pirolise dus 'n konvensionele droë distillasieproses.
Gas van vuurmaakhout
Wanneer brandstof teen hoë temperature in 'n suurstofvrye omgewing verbrand word, word die volgende verbrandingsprodukte gevorm:
- pirolisegas;
- pirolise hars (vloeibare produk).
Die eerste produk van die lys het onder meer die kenmerk wat ook tydens die verbranding van brandstof in 'n suurstofomgewing gevorm kan word. In hierdie geval kan gas egter slegs verkry word as die brandstof teen 'n temperatuur van nie laer as 500 °C verbrand word nie.
Watter produkte kan gebruik word
Pirolise-ketels in huise kan op gewone hout of spesiale palette werk, byvoorbeeld van saagsels of geperste houtskaafsels. Verskeie tipes huishoudelike en industriële afval kan ook gepiroliseer word. Dit word op 'n soortgelyke manier verbrand, byvoorbeeld rubber, ou motorbande, plastiek, ou goed, ens. In hierdie geval laat pirolise nie net 'n sekere hoeveelheid hitte toe nie, maar ook om die omgewing skoon te hou. Na alles, soos u weet, ontbind plastiek nie vir 'n lang tyd in die grond nie. Oliebevattende materiale van verskillende soorte besoedel beide die grond self en waterliggame.
Kan ook op 'n soortgelyke manier verbrand word:
- papier, karton, tekstiele;
- metaan;
- koolwaterstowwe;
- peat;
- kommoditeitshout (insluitend chemies geïmpregneerde hout);
- strooi, blare, neutdoppe, onkruid.
Boonop kan verfreste, olies, ens. deur die pirolise-reaksie herwin word. Dit help ook om die omgewing skoon te hou.
Komposisie
Die resulterende pirolisegas bevat onder meer baie deeltjies, gewoonlik in die vorm van roet. Dit bevat ook verskeie soorte chemiese komponente, byvoorbeeld waterstof. Die hoofdie samestelling van die pirolisegas is steeds soos volg:
- vlugtige koolwaterstowwe;
- koolstofmonoksied.
Baie gevaarlik vir menslike gesondheid en selfs sy lewe, CO in so 'n reaksie word gevorm as gevolg van onvolledige verbranding van houtskool.
Tipes pirolise
Op die oomblik is daar net twee hooftipes sulke reaksies. Pirolise kan wees:
- droog;
- oksidatief.
Die eerste tipe reaksies word op sy beurt verdeel in:
- lae temperatuur;
- hoë temperatuur.
Hoe gas geproduseer word: oksidatiewe pirolise
Hierdie reaksie word tans die mees omgewingsvriendelike en produktiefste genoem. Pirolise vind in hierdie geval by baie hoë temperature plaas. Wanneer metaan byvoorbeeld op hierdie manier verbrand word, word 'n sekere persentasie suurstof daarmee gemeng. Met gedeeltelike verbranding stel die stof in hierdie geval 'n groot hoeveelheid energie vry. As gevolg hiervan word die oorblyfsels van die mengsel verhit tot 'n temperatuur van 16000 ° C.
Die reaksie van oksidatiewe pirolise word hoofsaaklik gebruik om verskeie industriële materiale wat olie bevat, sowel as plastiek en rubber te verbrand. Gas kan in hierdie geval byvoorbeeld gaan om die winkels van die afvalverwyderingsmaatskappy self te verhit.
Droë pirolise
Hierdie reaksie vind plaas sonder die deelname van suurstof en kan, soos reeds genoem, op sy beurt lae of hoë temperatuur wees. In die eerste gevaldie brandstof word verhit tot 'n maksimum - tot 1000 ° C, in die tweede - bo 1000 ° C. Om self 'n groot hoeveelheid pirolisegas te verkry, word hoëtemperatuurreaksies hoofsaaklik gebruik.
Wanneer brandstof in 'n omgewing tot 800 °C verbrand word, word heelwat gas met 'n lae kaloriewaarde verkry. Ook in hierdie geval bly 'n redelike klein hoeveelheid kooks en vloeibare harse oor.
Die mees geskikte is om pirolisegas teen 'n temperatuur van 900 tot 1000 °C te verkry. In hierdie geval is daar reeds 'n maksimum persentasie van sy produksie. In hierdie geval het die gas wat op hierdie manier verkry word, 'n minimum kaloriewaarde. So 'n produk word onder andere beskou as brandstof van hoë geh alte, geskik vir vervoer oor lang afstande.
Wanneer brandstof teen temperature tussen 450 en 500 °C verbrand word, is die uitset baie laag in beide vaste residue en gas. Laasgenoemde is egter nie van hoë geh alte nie, aangesien dit die maksimum kaloriewaarde het.
Waar gas gebruik kan word
Die pirolise-proses maak dit moontlik om verskeie soorte persele met die minste brandstofverlies te verhit. Ook, deur hierdie reaksie te gebruik, word die omgewing skoon gehou. Maar waar kan die pirolisegas wat tydens die verbranding van brandstof in 'n suurstofvrye omgewing gevorm word, gebruik word?
Hierdie verbrandingsproduk word vandag wêreldwyd hoofsaaklik as 'n alternatiewe ekonomiese bron van termiese energie beskou. In sommige Europese lande is pirolisegas al lank algemeenbrandstof wat gebruik word deur toerusting wat water verhit (vir verwarming en warmwaterstelsels), elektrisiteit, stoom.
ketels
Sedert antieke tye het mense hul huise verhit met konvensionele stowe wat op hout en steenkool werk. Later het huise begin toegerus word met moderne vastebrandstofketels wat op dieselfde tipe brandstof werk. Sulke eenhede word in ons tyd gebruik om huise te verhit. Hulle is goedkoop en vir die installering daarvan is dit in verskeie gevalle nie nodig om permitte te verkry nie. Konvensionele vastebrandstofketels het egter een taamlik ernstige nadeel. Hulle verbruik brandstof uiters onekonomies. Baie verbrandingsreste bly in die kamers van sulke eenhede. Boonop vlieg 'n deel van die hitte wat deur sulke toerusting opgewek word eenvoudig "by die skoorsteen af" saam met die rook.
Ingenieurs wat besluit het om hierdie minus van vastebrandstofketels reg te stel, en uiteindelik vorendag gekom het met pirolise-verwarmingseenhede wat ekonomies en maklik is om te gebruik. In sulke ketels is daar onder meer bykomende kamers waarin die naverbranding van pirolisegas plaasvind.
Die reaksie in die aggregate van hierdie variëteit verloop met 'n sterk suurstoftekort (15%). Hout of enige ander brandstof in hierdie tipe toerusting breek af in gasse en 'n klein hoeveelheid anorganiese reste. Vir pirolisegasse kan die verbrandingstemperatuur in die naverbrander tot 110-1200 °C bereik.
Waar anders word gas gebruik
Die pirolise wat die meeste gebruik word, word dus in verwarming- en waterverhittingstelsels ontvang. Hierdie reaksie word ook wyd gebruik:
- in die verwerkingsbedryf;
- in chemiese;
- wanneer ontsmet word.
Soms word pirolisegas vandag ook gebruik as brandstof vir verskeie soorte toerusting of, soos reeds genoem, motors.
Gasgenererende aanlegte
Toerusting van hierdie tipe word gebruik om pirolisebrandstof van hoë geh alte te vervaardig, wat in sommige gevalle byvoorbeeld tradisionele aardgas kan vervang. Sulke installasies is hermetiese oonde met verstelbare lugtoevoer. Die skoorsteen van hierdie tipe toerusting kan onder andere geblokkeer wees.
Kry pirolisegas in sulke installasies soos volg:
- Forseer lug in die oond deur 'n pomp.
- Nadat die inhoud van die installasie tot 'n sekere temperatuur verhit is, word die lugtoevoer gestop.
- Dig swart rook wat by die eenheid uitkom, word met siklone van roet skoongemaak.
- Verwyder waterdamp uit die pirolisegas om sy verbrandingstemperatuur te verhoog (gaan deur 'n koeler).
- Die gas word in die fyn filter ingevoer, waarvan die ontwerp 'n watertenk, elektrostatiese installasie en kartonpatrone insluit.
Suiwering van pirolise-gasse voor gebruik in die industrie, en soms in die alledaagse lewe, moet sonder versuim uitgevoer word. Vaste deeltjies en allerhande chemiese onsuiwerhede kan skade aan toerusting veroorsaak,loop op hierdie tipe brandstof. Verder, byvoorbeeld, kan pirolisegas in 'n silinder gepomp word.
Gebruik brandstof van 'n gasopwekker by die huis
Installasies van hierdie tipe word natuurlik die meeste in produksie gebruik. Maar soms word dit vir private huise gekoop. Om pirolise gas by die huis te kry is 'n relatief eenvoudige saak. Sommige vakmanne maak dikwels selfs gasopwekkers met hul eie hande.
Die gas wat van huishoudelike installasies verkry word, kan vir verskillende doeleindes gebruik word. Baie dikwels koppel private handelaars byvoorbeeld gewone stowe aan gasopwekkers. Die verbranding van pirolisegas is nie so intens soos natuurlike gas nie. Dit is egter steeds redelik gerieflik om die stoof vir sy beoogde doel te gebruik.
Ook, byvoorbeeld, word 'n outogene kragopwekker dikwels in die alledaagse lewe aan gasopwekkers gekoppel. Wanneer suurstof met natuurlike gas voorsien word, bereik die vlamtemperatuur in sulke toerusting 2000 °C.
Soos reeds genoem, by die huis, kan pirolise-gas ook as 'n motorbrandstof gebruik word. Vir so 'n toepassing sal die enjin van die masjien net effens aangepas moet word. Terselfdertyd kan beide petrol- en dieselenjins op sulke brandstof werk. Sulke gas word by die huis gebruik, dikwels in kragopwekkers.
Toepassingkenmerke
Pirolisegas het dus 'n effens laer graad van hitte-oordrag as natuurlike of vloeibare gas. Daarom, vir die korrekte werking van verskeie soorte verwarming enkombuistoerusting, wanneer dit gebruik word, vir behoorlike, meer intensiewe verbranding, is dit nodig om die aanbod daarvan te verhoog.
In kombuistoerusting kan jets byvoorbeeld hiervoor geboor word. Die pirolisegasoond sal in hierdie geval op dieselfde manier werk as op aardgas. Dit wil sê, die intensiteit van verbranding van die brandstof sal dieselfde wees. Ook, om verskillende soorte toerusting na 'n ander tipe gas oor te dra, word die firmware daarvan dikwels verander. In voertuie wat op sulke brandstof werk, word die brandstofstelsel heeltemal vervang.
Houtbrandmasjiene
In die Sowjetunie in die vroeë 1920's is gasopwekkervragmotors baie wyd gebruik. In daardie jare het ons selfs mededingende toetse van sulke motors in ons land gedoen.
Die eerste gasgenerator-enjin vir 'n motor in ons USSR is in 1927 deur professor V. S. Naumov geïnstalleer. In 1928 het die Wetenskaplike Motor- en Trekkerinstituut sulke motors in Rusland begin ontwerp. Die spesialiste van hierdie instelling het toe eksperimente uitgevoer met buitelandse masjiene "Imbert-Dietrich" en "Pip".
Die eerste NATI-1-gasgenerator wat in ons land gebou is, het op gewone hout gewerk. In 1932 is die NATI-3-installasie ook geskep, ontwerp vir 'n motorboot. Terselfdertyd het die eerste motorgasgenerator in Rusland verskyn, geskep met die ondersteuning van die Avtodor-vereniging. Dit het die naam "Avtodor-1" gekry. Selfs later is verskeie meer gevorderde installasies van hierdie tipe in die USSR ontwikkel. Die samestelling van die pirolise gas verkry uit hulgebruik, was eintlik baie hoë geh alte. Voertuie wat deur hierdie brandstof aangedryf word, is bekend vir hul betroubaarheid, voortreflike werkverrigting en lang dienslewe.
Gedurende die Tweede Wêreldoorlog is gasopwekkervragmotors ZIS-5 en GAZ-AA aktief aan die voorkant en agter in die USSR gebruik. Teen die einde van die oorlog was sowat 200 duisend motors met pirolise-gas-enjins reeds in die land in werking.
Natuurlik is die gebruik van sulke brandstof hoofsaaklik veroorsaak deur die gebrek aan olieprodukte in die land op daardie tydstip.’n Mens moet egter nie dink dat pirolise-gas net as gevolg van die staatsbegrotingstekort gebruik is nie. Sulke brandstof is in daardie dae as redelik effektief en belowend beskou en is nie net in Rusland gebruik nie. Byvoorbeeld, in die 20-30's van die vorige eeu het pirolisevoertuie wydverspreid geraak in lande soos Frankryk, Duitsland, Groot-Brittanje, Finland en Swede. Masjiene wat op sulke gas werk, is ook wyd gebruik in sommige Asiatiese lande. Motors van hierdie tipe is byvoorbeeld in daardie tyd suksesvol in China, Japan en Indië bedryf.
Historiese agtergrond
Houtpirolise is een van die eerste chemiese prosesse wat aktief deur mense begin gebruik is. In Rusland is so 'n reaksie byvoorbeeld reeds in die 12de eeu wyd gebruik vir die vervaardiging van dennehars. Laasgenoemde is verder gebruik vir die bevrugting van toue, asook vir die verwerking van rivier- en seevaartuie. Op industriële skaal was die Swede die eerstes wat pirolise gebruik het om hout te bevrug. In hierdie land is so 'n reaksie ookgebruik om impregneerhars te maak.
Aan die begin van die 20ste eeu is van die beste houtpyroliseskole ter wêreld in Rusland gevorm. Dit was natuurlik hoofsaaklik te wyte aan die feit dat baie woude op die grondgebied van ons land groei. Voor die gebruik van aardgas het ons in Rusland kragtige gasopwekkingstoerusting by baie ondernemings laat installeer. Sulke installasies is lank gebruik voor die koms van dié wat deur aardgas aangedryf word.
Natuurlik is sulke toerusting later as verouderd verklaar. Die gasopwekkers is uit die fabrieke verwyder. En tot nou toe, ongelukkig, het pirolise as 'n soort alternatiewe ekonomiese tipe brandstof, in teenstelling met Europese lande, nie wydverspreid in die Russiese Federasie geword nie. Hierdie tipe brandstof in Rusland word egter tans as baie belowend erken. Daarom is dit moontlik dat pirolisegas in die nabye toekoms baie wyer in ons land gebruik sal word. Die gebruik van sulke brandstof laat immers toe om nie net geld te bespaar nie, maar ook om die omgewing te red.
