Peamine erinevus pürolüüsi karboniseerimise ja röstimise vahel on see, et pürolüüs on biomassi lagunemine hapniku puudumisel ja karboniseerimine on orgaanilise aine süsinikuks muundamise protsess, samas kui röstimine on pürolüüsi kerge vorm.
Pürolüüs on keemias lagunemisreaktsioon, mille käigus orgaanilised materjalid lagunevad hapniku puudumisel. Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muundatakse süsinikuks. Torrefaktsioon on pürolüüsi kerge vorm, mis toimub temperatuuril 200–320 kraadi Celsiuse järgi.
Mis on pürolüüs?
Pürolüüs on teatud tüüpi lagunemisreaktsioon, mille käigus orgaanilised materjalid lagunevad hapniku puudumisel. Selles protsessis rakendatakse reaktsiooni kulgemiseks soojust. Seetõttu saame reaktsioonikiirust kergesti suurendada, suurendades pakutava soojuse hulka. Üldiselt toimub pürolüüs temperatuuril 430oC või kõrgemal. Kuid enamasti saame need reaktsioonid läbi viia peaaegu hapniku puudumisel, kuna hapnikuvaba atmosfääri on väga raske saavutada. Selle reaktsiooni lõppsaadus on gaasifaasis, vedelas faasis või tahkes faasis. Enamasti tekitab see protsess gaase. Kui see toodab vedelikku, kutsume seda vedelikku "tõrvaks". Kui see on tahke, on see tavaliselt süsi või biosüsi.
Pürolüüs muudab orgaanilise aine sageli gaasilisteks komponentideks, süsiniku ja tuha tahkeks jäägiks ning vedelikuks, mida nimetatakse pürolüütiliseks õliks. Kasutame ainest saasteainete eemaldamiseks kahte peamist meetodit: hävitamine ja eemaldamine. Hävitusprotsess lagundab saasteained väikesteks ühenditeks, samas kui eemaldamise protsess eraldab saasteained soovitud ainest.
Seda reaktsiooni kasutatakse erinevates tööstusharudes söe, aktiivsöe, metanooli jne tootmiseks. Lisaks võib see hävitada poollenduvaid orgaanilisi ühendeid, kütuseid jne. Lisaks saame seda protsessi kasutada orgaaniliste jäätmete töötlemiseks. tehastest välja tulemas.
Mis on karboniseerimine?
Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muudetakse süsinikuks. Orgaaniline aine, mida siin käsitleme, hõlmab taimi ja surnud loomseid aineid. Protsess toimub hävitava destilleerimise teel. See on pürolüütiline reaktsioon, mida peetakse keerukaks protsessiks, mille käigus saame jälgida paljusid samaaegselt toimuvaid keemilisi reaktsioone; näiteks dehüdrogeenimine, kondensatsioon, vesiniku ülekanne ja isomerisatsioon.
Süsindamisprotsess erineb söestumise protsessist, kuna karboniseerimine on kiirem protsess, kuna selle reaktsioonikiirus on mitu suurusjärku kiirem. Üldiselt saab rakendatud soojushulgaga kontrollida karboniseerumisastet ja võõrelementide jääksisaldust. Näiteks temperatuuril 1200 K on jäägi süsinikusisaldus umbes 90 massiprotsenti, samal ajal kui temperatuuril umbes 1600 K on see umbes 99 massiprotsenti.
Tavaliselt on karboniseerimine eksotermiline reaktsioon ja me saame muuta selle isemajandavaks; saame seda kasutada energiaallikana, mis ei moodusta süsinikdioksiidi gaasijälgi. Kui aga biomaterjal puutub kokku järsu kuumuse muutusega, näiteks tuumaplahvatuse korral, karboniseerub biomaterjal võimalikult kiiresti ja muutub tahkeks süsinikuks.
Mis on Torrefaction?
Torrefaktsioon on pürolüüsi kerge vorm, mis toimub temperatuuril 200–320 kraadi Celsiuse järgi. See protsess toimub biomassi, näiteks puidu ja teravilja puhul. Torrefitseerimisprotsess võib muuta biomassi omadusi, et tagada parem kütuse kvaliteet põlemis- ja gaasistamisrakendustes. Lisaks võib see protsess anda suhteliselt kuiva toote, mille orgaanilise lagunemise potentsiaal võib lõpuks väheneda või kõrvaldada.
Kui röstimine ja tihendamine kombineeritakse omavahel, võib see tekitada energiatiheda duellikandja, mis on umbes 20 GJ/tonni madalam kuumutusväärtus (LHV). Lisaks võib see protsess panna materjali läbima Maillardi reaktsiooni.
Tüüpiliselt on röstimine biomassi termokeemiline töötlemine, mis viiakse läbi atmosfäärirõhul ja hapniku puudumisel. Selle protsessi käigus eraldub biomassis olev vesi ja üleliigsed lenduvad ained, mis võimaldab biopolümeeridel osaliselt laguneda, moodustades samal ajal erinevat tüüpi lenduvaid aineid. Seetõttu on selle protsessi lõppsaadus allesjäänud tahke aine, kuiv materjal, mida nimetatakse röstitud biomassiks (või biosöeks).
Erinevus pürolüüsi karboniseerimise ja torrefitseerimise vahel
Pürolüüs on keemias lagunemisreaktsioon, mille käigus orgaanilised materjalid lagunevad hapniku puudumisel. Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muundatakse süsinikuks. Torrefaktsioon on pürolüüsi kerge vorm, mis toimub temperatuuril 200–320 kraadi Celsiuse järgi. Peamine erinevus pürolüüsi karboniseerimise ja röstimise vahel on see, et pürolüüs on biomassi lagunemine hapniku puudumisel ja karboniseerimine on orgaanilise aine muundamine süsinikuks, samas kui röstimine on pürolüüsi kerge vorm.
Allpool olev infograafik loetleb pürolüüsi karboniseerimise ja röstimise erinevused tabeli kujul.
Kokkuvõte – pürolüüs vs karboniseerimine vs torrefitseerimine
Pürolüüs on keemias lagunemisreaktsioon, mille käigus orgaanilised materjalid lagunevad hapniku puudumisel. Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muudetakse süsinikuks, samal ajal kui röstimine on pürolüüsi kerge vorm, mis toimub temperatuuril 200–320 kraadi Celsiuse järgi. Peamine erinevus pürolüüsi karboniseerimise ja röstimise vahel on see, et pürolüüs on biomassi lagunemine hapniku puudumisel ja karboniseerimine on orgaanilise aine süsinikuks muundamise protsess, samas kui röstimine on pürolüüsi kerge vorm.
