Пиролиз википедия: Пиролиз древесины и пиролизный газ – суть химического процесса

alexxlab

Содержание

Светлые нефтепродукты, особенности их производства и современные стандарты

Светлые нефтепродукты — наиболее маржинальные продукты нефтепереработки. К ним относятся бензин, керосин и дизельное топливо. получение соответствующих фракций происходит уже при начальной перегонке нефти, но увеличить их выход по отношению к объему исходного сырья и произвести высококачественный чистый продукт возможно только в результате вторичных процессов нефтепереработки

Первый после дизеля

Светлые нефтепродукты состоят из легких фракций, кипящих при относительно низких температурах. Такие фракции, как правило, почти бесцветны. В первую очередь при упоминании светлых в голову приходит, конечно же, бензин. Хотя справедливости ради нужно сказать, что в структуре мирового потребления бензин уступает по объемам место дизельному топливу, и эта тенденция, по прогнозам экспертов, сохранится. Такой перевес дизеля связан как с многолетним трендом роста автопарка на дизельном топливе и сокращением выпуска бензиновых авто, так и со структурной характеристикой: в случае с дизелем это не только легковые автомобили, но и вся тяжелая коммерческая автотехника, железнодорожный транспорт.

Бензины — легковоспламеняющиеся бесцветные или слегка желтоватые жидкости, представляют собой смесь нефтепродуктов с интервалом кипения от 40 до 200°С. Интересно, что слово «бензин» происходит от арабского словосочетания, означающего «яванское благовоние». Так называли смолу дерева стиракс, известную также как «росный ладан». Позднее из нее стали производить кислоту, названную бензойной. В 1833 году немецкий химик Эйльхард Мичерлих получил из этой кислоты простейшее ароматическое соединение бензол и назвал его benzin. В некоторых языках это название закрепилось за классом легких нефтепродуктов, в состав которых входят ароматические соединения, в том числе бензол.

Составляющие бензина — продукты многих процессов на НПЗ: первичной перегонки (прямогонные бензиновые фракции) и вторичных процессов переработки — крекинга, риформинга, алкилирования, изомеризации, полимеризации, пиролиза и висбрекинга. Также в состав бензина могут входить неуглеводородные соединения — спирты, эфиры и другие компоненты.

Современный нефтеперерабатывающий завод — это сложнейшее технологическое сооружение, занимающее площадь в несколько гектар

Вторичные процессы относят к физико-химической технологии переработки. Именно химические реакции — конденсации, расщепления, замещения — позволяют регулировать производство и получать углеводородные смеси требуемого состава и качества. Это принципиально отличает вторичную переработку нефти от простой перегонки.

Слово «бензин» происходит от арабского словосочетания, означающего «яванское благовоние». Так называли смолу дерева стиракс. Позднее из нее стали производить кислоту, названную бензойной. в 1833-м немецкий химик Эйльхард Мичерлих получил из этой кислоты простейшее ароматическое соединение бензол и назвал его benzin.

Основные характеристики

Важнейшая характеристика бензина — октановое число, которое определяет его детонационную стойкость, то есть способность противостоять самовоспламенению при сжатии. Детонация — нежелательное явление в бензиновом двигателе. Оно возникает, когда часть топлива в цилиндре загорается еще до того, как его достигнет пламя от свечи зажигания, и сгорает быстрее, чем требуется. В результате мощность двигателя снижается, он перегревается и быстрее изнашивается. О детонации свидетельствует характерный стук в моторе. В современных двигателях степень сжатия поршня в цилиндре высока — это дает и большую мощность, и увеличение КПД, а значит, бензины с высокой детонационной стойкостью всё востребованнее.

12%
Увеличения мощности двигателя автомобиля можно достичь за счет использования современного топлива G-Drive

Октановое число — условный показатель. Его оценивают, сравнивая детонационную стойкость бензина с модельной смесью двух веществ — изооктана и н-гептана. Сам показатель соответствует процентному содержанию в этой смеси изооктана, который с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия. Его октановое число принято за 100. Н-гептан, напротив, детонирует даже при небольшом сжатии. Его октановое число — 0. Если октановое число бензина равно 95, это означает, что он детонирует, как смесь 95% изооктана и 5% гептана.

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды разветвленного строения (изоалканы), наименьшее октановое число у парафиновых углеводородов нормального строения. Последние в подавляющем большинстве содержатся в прямогонных бензинах, и их октановое число, как правило, не превышает 70. Ароматические углеводороды образуются в процессе каталитического риформинга, а разветвленные парафины — при каталитическом крекинге. Именно эти два процесса в XX веке стали основными процессами вторичной переработки нефти, позволяющими получать бензины с повышенным октановым числом. Сегодня высокооктановые бензиновые фракции также получают в результате процессов алкилирования, изомеризации и гидрокрекинга, или используя в низкооктановых бензинах разнообразные присадки.

Бензиновый купаж

Вообще, производство бензина, как и любого другого современного высококачественного топлива — это целое искусство. Судите сами: каждый из процессов переработки нефти на НПЗ дает бензины в разном количестве, разного состава (соотношение основных компонентов) и с разным октановым числом. Все эти параметры обусловлены не только характеристиками процессов, но также особенностями технологической схемы каждого конкретного производства и составом исходного сырья. Далее необходимо смешать компоненты так, чтобы на выходе получился продукт с требуемыми параметрами.

Со временем помимо таких характеристик, как октановое число, фракционный состав, химическая стабильность, давление насыщенных паров, все большую роль стали играть экологические показатели. Когда-то, чтобы повысить октановое число бензина, в него добавляли тетраэтилсвинец — такой бензин назывался этилированным. Сегодня использование этой присадки полностью запрещено из-за ее токсичности.

Класс качества

Первый экологический стандарт «Евро-1» для отработанных газов автомобилей был введен в Европе 24 года назад — в 1992-м. Просуществовал он недолго — всего три года. «Второй» евро стал более жестким: почти вдвое было снижено допустимое содержание твердых частиц. Но самое радикальное ужесточение произошло с введением «Евро-3» в 1999 году. Новый стандарт предполагал суммарное уменьшение уровня выбросов почти на 40%. «Четвертый» и «пятый» евро продолжили движение в этом направлении, но теперь большое значение стало придаваться выбросам СО2, поскольку весь «цивилизованный мир» начал активную борьбу с глобальным потеплением. «Евро-6» в этом смысле лишь закрепляет тенденцию. Стоит подчеркнуть, что сам термин «стандарт евро» относится исключительно к содержанию вредных веществ в отработанных автомобильных газах, а не в моторном топливе. В России же названия экологических стандартов автоматически перенеслись на качественные характеристики бензина или дизеля, хотя требования к безопасности топлива сформулированы в специальном техническом регламенте Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту», в котором принят термин «экологический класс» (от К2 до К5).

«Газпром нефть» одной из первых в России перешла на производство бензинов и дизельного топлива пятого экологического класса — в 2015 году. Окончательно же Россия собирается перейти на топливо стандарта Евро-5 с 1 июля 2016 года.

Большую опасность для людей представляют и некоторые ароматические соединения, в частности ряд полициклических ароматических углеводородов, а также бензол, который признан сильным канцерогеном. Ограничение содержания ароматики — требование, которое позволяет снизить негативный экологический эффект от использования бензина. Для примера, в бензинах класса «Евро-3» содержание ароматики было ограничено 42%, а последний европейский стандарт «Евро-6» подразумевает уже не более 24% ароматических углеводородов. Чтобы добиться соответствия бензина экологическим стандартам, сегодня высокооктановый (с октановым числом 100–104) бензин каталитического риформинга (риформат), содержащий много ароматических углеводородов, смешивают с другими фракциями с меньшим октановым числом, полученными в результате изомеризации, каткрекинга или алкилирования. В результате удается получить и высокое октановое число, и приемлемое содержание ароматики.

10мг/кг
допустимое содержание серы в бензинах экологичесского класса «ЕВРО-5», что в 50 раз меньше, чем для «ЕВРО-2»

Рабочие лошадки

Основная область применения легких газойлей, полученных при атмосферной перегонке нефти, а также с помощью гидрокрекинга, термического или каталитического крекинга и коксования нефтяных остатков, — изготовление дизельного топлива. В его состав входят углеводороды с интервалом кипения 200—350°C. Дизель состоит из более тяжелых углеводородов, чем бензин и керосин, он более вязкий и темный (прозрачен, но имеет желтова-тый или коричневатый оттенок). Традиционно дизель использовался в первую очередь как топливо для железнодорожного и водного транспорта, грузового автотранспорта, сельскохозяйственной техники, а также в качестве котельного топлива. Однако позднее приобрел популярность и как топливо для легковых автомобилей благодаря экономичности и надежности дизельных моторов.

Термический и каталитический крекинг

Термический крекинг — процесс расщепления молекул тяжелых углеводородов на молекулы с меньшей молекулярной массой при высокой температуре (более 500°C) и высоком давлении. Создание в 1930-х годах в США эффективных катализаторов, ускоряющих процессы крекинга, привело к тому, что каталитический крекинг достаточно быстро вытеснил термический с ведущих позиций среди процессов глубокой переработки нефти. Более высокая скорость протекания реакций позволила уменьшить размеры установок. Снизилась и температура реакции. Кроме того, процесс давал иное соотношение продуктов, позволяя получать бензин с более высоким октановым числом.

Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и вакуумный газойль. Основные продукты крекинга — пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автомобильного бензина. Также образуются разнообразные газообразные компоненты (метан, этан, этилен, сероводород, пропан, пропилен, бутан, бутилен).

Процесс протекает следующим образом. В нижнюю часть реактора вводится поток нагретого катализатора, в который впрыскивается также нагретое сырье и пар. Испаряясь, сырье поднимается вместе с катализатором в верхнюю часть реактора. В это время и протекают реакции крекинга. Затем катализатор при помощи пара отделяется от полученных продуктов, которые отправляются на разделение в ректификационную колонну. Так как во время реакций на поверхности частиц катализатора оседает кокс — побочный продукт крекинга, — катализатор теряет свою активность и нуждается в очистке. Для этого его направляют в регенератор, где загрязнение выжигается. После этого катализатор снова готов к использованию.

В дизельном двигателе горючая смесь воспламеняется не от искрового зажигания, а в результате сжатия. Это значит, что, в отличие от бензинов, для дизельного топлива высокая детонационная стойкость как раз нежелательна. Главный критерий его качества — воспламеняемость, которая выражается цетановым числом. Подобно определению октанового числа бензина его получают, сравнивая исследуемое топливо со смесью цетана (C16h44) и α-метилнафталина (C11h20). Процентное содержание цетана в смеси с аналогичной воспламеняемостью и даст цетановое число. Высокое цетановое число и хорошая воспламеняемость дизельного топлива снижают время запуска двигателя, уровень выбросов и шум. Еще одна важная качественная характеристика дизеля — низкотемпературные свойства, то есть способность не замерзать при низких температурах.

Установка гидрокрекинга на НПЗ компании NIS в Панчево, Сербия

Борьба за экологичность привела к запрету тетраэтилсвинца — присадки, повышающей октановое число товарного бензина

Углеводородный состав дизельной фракции более сложен, чем у более легких дистиллятов: в зависимости от процесса получения здесь можно найти и парафиновые углеводороды (алканы), и ароматику, и олефины, и изопарафины. Каждое из этих веществ обладает своими преимуществами и недостатками с точки зрения применения дизеля. Например, у алканов отличная воспламеняемость, но плохая устойчивость к низким температурам. Зато олефины прекрасно переносят морозы, но значительно снижают цетановое число. Это обстоятельство в том числе способствует тому, чтобы производить разные сорта дизельного топлива из различных смесей углеводородов с учетом дальнейшего применения. За основу принимают средние дистилляты прямой перегонки — в советские времена их использовали без лишних примесей — это всем известная солярка. Ценный компонент дизеля — газойль гидрокрекинга, у него высокое цетановое число и малое содержание посторонних примесей. Вообще гидроочистка — обязательный процесс при получении качественного дизеля — в средних и тяжелых дистиллятах скапливается максимальное количество серы и других примесей, бывших в исходном сырье.

Термические процессы

Термические процессы нефтепереработки позволяют получать различные нефтепродукты под воздействием тепла и высокого давления. Первым из таких процессов стал термический крекинг. В настоящее время различные варианты термических процессов (коксование, пиролиз, флексикокинг, висбрекинг) используются в первую очередь для переработки тяжелых фракций нефти и нефтяных остатков. К примеру, коксование позволяет получать из них твердый нефтяной кокс (состоящий преимущественно из углерода), а также низкокипящие углеводороды, которые можно использовать в качестве сырья для других процессов с последующим получением ценных моторных топлив. Висбрекинг применяют для получения главным образом котельных топлив (топочных мазутов) из гудронов. Флексикокинг предназначен для переработки остатков различных процессов, которые смешиваются с нагретым коксовым порошком и дают на выходе разнообразные компоненты жидких топлив и газ. Пиролиз используется для получения углеводородного газа, содержащего такие вещества, как этилен, пропилен и дивинил, — сырье для нефтехимической промышленности.

Гидропроцессы

В гидропроцессах все реакции происходят под действием водорода. Простейший гидропроцесс — гидроочистка. Она применяется для того, которые другие соединения. При высоком давлении и температуре сырье смешивается с водородом и катализатором. В результате атомы серы освобождаются от предыдущих химических связей и соединяются с атомами водорода, образуя стойкое химическое соединение — сероводород, который легко отделяется в виде газа. Гидроочистке подвергаются бензиновые фракции, керосиновые фракции, дизельное топливо, вакуумный газойль и фракции масел.

Гидрокрекинг — один из видов крекинга, используемый для получения бензина, дизельного и реактивного топлива, смазочных масел, сырья для каталитического крекинга и др. Одновременно с реакциями крекинга происходит гидроочистка продуктов от соединений серы и насыщение водородом непредельных углеводородов, то есть получение устойчивых соединений.

Топливо для фонарей и самолетов

Керосин был первым видом топлива, который стали получать из нефти с помощью перегонки. Первоначально он использовался в основном для уличного освещения. Керосин представляет собой прозрачную, бесцветную или желтоватую, слегка маслянистую на ощупь жидкость — смесь углеводородов, молекулы которых содержат от восьми до 15 атомов углерода. Температура кипения керосинов находится в интервале 150—250°C.

Сегодня керосин применяют в первую очередь как авиационное реактивное топливо, а также в качестве компонента жидкого ракетного топлива, в бытовых нагревательных и осветительных приборах, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, а также как сырье для нефтеперерабатывающей промышленности.

Реактивное топливо получают из малосернистого или обессеренного керосина, легкого газойля коксования и гидрокрекированных компонентов. Оно проходит строгую проверку качества по таким параметрам, как плотность, вязкость, низкотемпературные характеристики, электропроводность, коррозионные свойства и др. В реактивных топливах недопустимо присутствие сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей, мыла нафтеновых кислот, механических примесей, воды.

Мировое производство реактивного топлива составляет в среднем 5% от перерабатываемой нефти. В мирное время военные потребляют около 10% от общих ресурсов реактивных топлив.

Каталитический риформинг

Каталитический риформинг — процесс переработки прямогонных бензиновых фракций нефти. Его задача улучшать исходное сырье за счет увеличения октанового числа. В процессе риформинга алканы превращаются в так называемые ароматические углеводороды, характерная черта которых — замкнутая структура молекулы или наличие бензольного кольца — группы из шести атомов углерода, соединенных друг с другом по кругу. Самое простое и одно из самых распространенных ароматических соединений — бензол, молекула которого состоит из шести атомов углерода и шести атомов водорода. Свое название эта группа веществ получила благодаря тому, что первые открытые ее представители обладали приятным запахом. В дальнейшем понятие «ароматичность» стали связывать не с запахом, а с определенными химическими свойствами, характерными для этих соединений.

Продукты каталитического риформинга (риформат) используют не только как компонент для производства автобензинов, но и как сырье для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилолы. Ароматика, в свою очередь, становится сырьем для производства самых различных пластиков.

Алкилирование

Алкилирование — это процесс, который позволяет получить высокооктановые бензиновые компоненты (алкилат) из непредельных углеводородных газов. В основе процесса лежит реакция соединения алкена и алкана с получением алкана с числом атомов углерода, равным сумме атомов углерода в исходных соединениях. По сути это реакция, обратная крекингу, так как в результате получаются вещества с более длинными цепочками молекул и большей молекулярной массой. Впоследствии алкилат смешивают с низкооктановыми бензиновыми фракциями, получая на выходе облагороженный бензин.

Изомеризация

Изомеризация — процесс получения изоуглеводородов, то есть углеводородов с более разветвленными цепочками атомов углерода, из углеводородов нормального строения. Например, если молекула пентана представляет собой цепочку из пяти расположенных друг за другом атомов углерода, то изопентан — это цепочка из четырех атомов углерода с ответвлением, образованным пятым атомом углерода. Изомеризация позволяет повысить октановое число смеси и используется для облагораживания бензина.

Молекула пентана и молекула изопен-тана (справа)

Технология переработки

Технология переработки углеводородного сырья в топливо основана на нагреве без доступа кислорода до температуры 450-550 град.С (низкотемпературный пиролиз). Если сырье просто нагревать на открытом воздухе, то оно сначала будут тлеть, а затем загорится. Если же его нагревать без доступа кислорода, то не будет условий для горения, а соответственно под действием температуры будут происходить сложные химические процессы распада, на те основные компоненты, из которых оно было сделано, а это обычные нефтяные фракции.
При этом из-за высокой температуры эти фракции сразу же и выпариваются. В этот момент эти фракции нужно выбрать и сконденсировать, получив их в обычном жидком виде, а не конденсируемый пиролизный газ и твердый остаток направляется в топку реактора, где сжигается для поддержания процесса.

Установка пиролиза позволяет перерабатывать твердое углеводородное сырье в синтетическое жидкое топливо. Синтетическое жидкое топливо может являться сырьем для получения качественного бензина и дизельного топлива.

На выходе получаются твердые, газообразные и жидкие продукты сложного состава. С ростом атомарного отношения водород/углерод значительно увеличивается доля органической массы переходящая в жидкий продукт.

1. Предварительная подготовка

Собранные шины измельчаются перед процессом.

В качестве сырья могут быть использованы любые шины и другие резиновые отходы. Во время предварительной обработки шины разрезаются на подходящие для процесса куски и складируются в бункерах для дальнейшей загрузки в пиролизный котел.

2. Пиролиз

Пиролиз представляет собой процесс, во время которого сырье разогревается в замкнутом объеме без доступа воздуха. В этом случае органический материал не горит, а превращается в синтез-газ, большая часть которого в результате конденсации превращается в топливо, а из легких углеводородных газов в результате очистки получают метан и этан. Остающийся уголь и металлокорд отделяют, очищают и в результате дополнительной переработки получают различные изделия.

Процесс в общих чертах — это закрытая система, в которой только котел контактирует с наружным воздухом.

3. Продукция

Все продукты Партнёра являются «новыми» на рынке, в том смысле, что они заменяют традиционное жидкое топливо, технический углерод и сталь, а ведь все они Финляндией импортируются.Наша, изготовляемая из утилизируемого сырья продукция, которая по техническим свойствам соответствует традиционным продуктам, имеет явный все возрастающий спрос. Изготовленная продукция компенсирует продукты, изготовляемые из нефти. Наша продукция — качественная и конкурентоспособная по своей стоимости.

А) Жидкое топливо

Большая часть из образующегося в результате пиролиза синтетического газа превращается в результате уплотнения в жидкое топливо, содержание серы в котором менее 1 %. Завод может производить около 9 000 тонн жидкого топлива в год. Жидкое топливо могут использоваться, например, крупные теплоцентрали, а также грузовые и пассажирские суда. Кроме того, с помощью перегонки из него может быть получено дизельное топливо и нефтехимические продукты.

Б) Уголь, технический углерод

Завод может производить около 7 000 тонн технического углерода в год. Он используется в качестве сырья для изготовления шин, конвейерных лент и прочих резиновых изделий, в качестве пигмента, компонента в фильтрах с активированным углем, а также в качестве красителя в копировальных машинах и принтерах.

В) Газ

Получаемый во время процесса метан и этан (может достигать до 1 500 тонн в год), используется для производства тепловой энергии. Все необходимое предприятию тепло производится из газа, а получаемое тепло позднее рекуперируется и используется для централизованного теплоснабжения.

Г) Металлолом

Металлокорд и шипы отделяются в металлолом, используемый снова в качестве сырья для производства стали.

Д) Централизованное теплоснабжение Из выделяемого во время пиролиза газа получают тепловой энергии больше, чем необходимо для процесса, и ее, как и рекуперируемое избыточное тепло, используют для централизованного теплоснабжения.


Пиролиз, сам по себе, не является нововведением. Классическое смолокурение является своеобразной пиролизной технологией. Пиролиз и его применение изучались в течение многих десятилетий. Новым является техническое применение процесса для изготовления в промышленных масштабах в условиях Финляндии жидкого топлива из шин транспортных средств. Ранее вызывал сложности поиск решения технических проблем экономически выгодным образом. Мы пошли и на большие вложения в природосберегающие решения.

См. дополнительную информацию о пиролизе:
Википедия: Сухая перегонка(на английском языке)
o Хайбио проект Университета Ювяскюля (pdf, на финском языке)
Википедия: Пиролиз(на русском языке)

мобильные установки быстрого пиролиза канада

  • Пиролиз оборудование для пиролиза

    2019-4-8 · производити продает оборудование для пиролиза (утилизации отходов) мобильные пиролизные Технология быстрого пиролизаоборудование быстрого пиролиза китай,нологий быстрого пиролиза биомассы Здесь бу,оборудование для пиролиза у Китай, Применение технологии быстрого пиролиза

  • Пиролиз — Википедия

    2019-4-3 · В этой части установки пиролиза происходит предварительный нагрев сырья, водяного пара, Канада 5377 Китай 4988 Нидерланды 3900сапр чертеж экран мобильного дробилка,молотковаядробилка » дробилка пластика китай,» мобильная установка быстрого пиролиза,мобильные установки быстрого

  • Применение технологии быстрого пиролиза для

    2019-4-19 · Применение технологии быстрого пиролиза для утилизации бытовых и Расчет производства установки быстрого пиролизаПередвижная установка пиролиза «ПРОМЕТЕЙ»,Для быстрого развертывания и свертывания работ в полевых условиях в УСТАНОВКИ ПИРОЛИЗА И МУСОРОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ ЗАВОДЫ

  • инструкция конусная гидравлическая дробилка

    » мобильные установки быстрого пиролиза канада » прайс лист на карьерный дробильный-сортировочный агрегат см-739 740Пиролизные установки — Отопление,В зависимости от применяемого сырья и получаемых продуктов пиролиза конструкции Современные установки полностью

  • Пиролиз это Что такое Пиролиз?

    2015-4-30 · Как видно из таблиц, уровень развития пиролиза в России крайне низок, так как со строительством установки ЭП-450 вПрименение технологии быстрого пиролиза для,Применение технологии быстрого пиролиза для утилизации отходов Переработка различных Опыт внедрения установки

  • оборудование быстрого пиролиза китай

    Установка быстрого пиролиза как альтернативная 5-8-2012· Что делает установка быстрого пиролиза? котельное оборудование в вПрезентация на тему: «1 тел.: +7(905) ТЕХНОЛОГИЯ,8 8 МОБИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ БЫСТРОГО ПИРОЛИЗА Advanced Biorefinery Inc. Канада Agri-THERM Limited Канада PYTEC Германия

  • Пиролиз — Википедия

    2019-4-3 · В этой части установки пиролиза происходит предварительный нагрев сырья, водяного пара, Канада 5377 Китай 4988 Нидерланды 3900мини драга для добычи золота купить,» мобильные установки быстрого пиролиза канада » купить дробилку молотковую зерновую » продажа мельница шаровая бу

  • оборудование для производства ры.ой муки

    » мобильные установки быстрого пиролиза канада » дробление камней в почаках цена в донеце » дробление камней в почкахмельница, продам куплю мельницю видео,мельница шбм 250 390 продам » купить китайский мини спиртзавод » мобильные установки быстрого пиролиза канада » продам станок

  • китайские настольные фрезерные станки по

    » китайские настольные фрезерные станки по дереву с чпу 3д цена » мобильные установки быстрого пиролиза канада » цена насапр чертеж экран мобильного дробилка,молотковаядробилка » дробилка пластика китай,» мобильная установка быстрого пиролиза,мобильные установки быстрого

  • установка по переработке нефтешламов cccp

    отходовкомплексом EcoMachine AMR-100 использует инновационные технологии быстрого пиролиза а именно мобильные установки покак buld рок дробилки,как сделать мобильные дробилки рок Дробилка кварц или кварцит дробилка на продажуКак кварцит рок является одним из

  • мельница, продам куплю мельницю видео

    мельница шбм 250 390 продам » купить китайский мини спиртзавод » мобильные установки быстрого пиролиза канада » продам станокинструкция конусная гидравлическая дробилка,» мобильные установки быстрого пиролиза канада » прайс лист на карьерный дробильный-сортировочный агрегат см-739 740

  • как buld рок дробилки

    как сделать мобильные дробилки рок Дробилка кварц или кварцит дробилка на продажуКак кварцит рок является одним изустановка по переработке нефтешламов cccp ,отходовкомплексом EcoMachine AMR-100 использует инновационные технологии быстрого пиролиза а именно мобильные установки по

  • щековая дробилка ре х цена

    Новинка от компании Лимин- мобильные роторные дробилки, специально создавалась так, установка быстрого пиролиза китайкамнедробилки в майсур,камнедробилки в Майсур . камень дробильная установка канада камнедробилки из южной кореи бурильные установки,

  • archive.basel.int

    2009-10-16 · Мобильные установки спосо.ы обрабатывать по 15 000 литров устройств быстрого охлаждения и адсорбции активированнымИнвестиционные проекты Украины / АЧИУ,Данные будут доставляться пользователям на мобильные телефоны концентрированных завтраков быстрого приготовления

  • Пожарная автоматика : состояние вопроса и

    2019-3-25 · (Канада), на Российский рынок продукция данной фирмы пока не поставляется. — модульные установки быстрого действияUNEP/CHW.8/5/Add.4 Welcome to Basel Convention,2009-10-16 · Мобильные установки спосо.ы обрабатывать по 15 000 литров трансформаторного масла в день. 137. Другие практические вопросы

  • Dvigateli 1944 2000 Aviacionnye Raketnye Morskie

    • Газотурбинные установки наземного и морского применения; мобильные передвижные ремонтныеЦифровой журнал «Компьютерра» № 48 (fb2) ,2019-3-20 · Цифровой журнал Компьютерра 48 читать онлайн. Оглавление Статьи Платформа ПК: чего ждать в 2011 году Автор: Олег Нечай

  • Инвестиционные проекты Украины / АЧИУ

    Данные будут доставляться пользователям на мобильные телефоны концентрированных завтраков быстрого приготовленияUNEP/CHW.8/5/Add.4,2011-1-18 · Мобильные установки спосо.ы обрабатывать по 15 000 литров трансформаторного масла в день. 137. Другие практические вопросы

  • Пожарная автоматика : состояние вопроса и

    2019-3-25 · (Канада), на Российский рынок продукция данной фирмы пока не поставляется. — модульные установки быстрого действияХимическая энциклопедия том 3,(ГЕЭС)- солнечные установки, использующие высококонцентриров­анное­ солнечное излучение в качестве Канада,? Мексика)-32%

  • Список участников 24-я Международная

    Канада 1 Китай 54 Корея 2 Люксембург 1 Нидерланды 2 Польша 4 Россия Современные торкрет-установки обеспечивают возможностьБОЛЬШОЙ ЭНЦИКЛОПEДИЧEСКИЙ СЛОВАРЬ 1999 ,2011-8-10 · МАЙСУРЯН Николай Александрович (1896-1967),армянский растениевод и селекционер, член-корреспондент АН Армении (1945), академик

  • Отчетный доклад страница 13

    Для оптимизации работы безопасного быстрого ядерного реактора проведено сравнение оксидного и нитридного топливаПисаренко А.И. Лесное хозяйство России(16),Традиционное сырье для пиролиза твердолиственная древесина. Поэтому повсеместно эксплуатируются установки,

    • Водород у ворот – Газета Коммерсантъ № 184 (6905) от 08.10.2020

    Сомнения по поводу будущего традиционной углеводородной энергетики, усиленные спадом спроса на сырье из-за коронавируса, подтолкнули крупнейших потребителей российских энергоресурсов, таких как ЕС и Китай, ускорить планы по декарбонизации. В центре внимания оказался водород — его использование минимизирует выбросы СО2 и в то же время вписывается в текущий бизнес крупнейших нефтегазовых компаний. РФ пока в основном лишь наблюдает за зарождающимся рынком. “Ъ” выяснил ситуацию и перспективы водородного бизнеса у трех потенциальной ключевых российских игроков — НОВАТЭКа, «Газпрома» и «Росатома».

    Кризис углеводородных рынков во время пандемии привел к определенному перелому сознания в нефтегазовой отрасли. Старейшие участники рынка, пионеры добычи нефти BP и Shell в разгар эпидемии коронавируса объявили о намерении стать углеродно нейтральными компаниями к 2050 году (т. е. свести чистые выбросы углерода к нулю). Total собирается достичь этого к тому же сроку для своих европейских подразделений.

    Помимо развития зеленой генерации, наиболее очевидным способом диверсификации бизнеса для нефтегазовых компаний становится производство водорода — сжигание этого газа не образует выбросов СО2, а сам он во многих случаях может стать прямой альтернативой углеводородному топливу. Крупнейшим мировым рынком водорода собирается стать ЕС, который в июле опубликовал соответствующую стратегию с объемом инвестиций в €180–470 млрд к 2050 году в сегмент возобновляемого (т. н. зеленого) водорода.

    Российским экспортерам не углеводородного сырья тоже поневоле придется участвовать в общем движении, поскольку ЕС намерен ввести углеродный налог на импортные товары — возможно, уже с 2022 года. Использование водорода на химических или металлургических производствах, а также в производстве электроэнергии позволит снизить выбросы и, вероятно, уменьшить размер налога. Минэнерго даже разработало дорожную карту развития водородной энергетики до 2024 года. В ней мало конкретных мероприятий, но становятся понятны ключевые действующие лица — «Росатом», «Газпром» и НОВАТЭК.

    Сейчас рынка водорода как такового не существует, поскольку он производится, как правило, непосредственно на местах потребления (в основном на объектах газохимии, металлургии и нефтепереработки), транспортировка минимизирована. Общий выпуск водорода в России составляет около 5 млн тонн при мировом потреблении в 72 млн тонн.

    Однако, отмечает партнер Vygon Consulting Алексей Жихарев, в случае ужесточения углеродного регулирования импортерами российской продукции выпуск водорода в РФ может удвоиться. Согласно недавно принятой энергостратегии до 2035 года, РФ планирует экспортировать к 2024 году 0,2 млн тонн водорода, а к 2035 году — 2 млн тонн.

    Цвет имеет значение

    Сейчас подавляющая доля водорода в мире производится методом парового риформинга метана (SMR). В новой водородной стратегии ЕС такой водород назван «серым», поскольку при его производстве выбрасывается СО2. Он противопоставляется «зеленому» водороду, который производится из воды методом электролиза с помощью энергии из возобновляемых источников. Также существует «голубой» водород — производимый из метана, но с обязательным улавливанием и хранением СО2 (см. схему). Перспективна и технология пиролиза метана, позволяющая получать водород и чистый углерод (сажу), который не попадает в атмосферу,— но она на стадии лабораторных испытаний.

    Водородная стратегия ЕС призывает европейские страны установить минимум 6 ГВт электролизеров, производящих до 1 млн тонн возобновляемого «зеленого» водорода, уже к 2024 году. Сейчас установленная мощность электролизеров в Европе — около 1 ГВт, а запланированные проекты — еще 1,5–2,3 ГВт. Это значит, что ЕС придется как минимум утроить усилия по созданию мощностей в течение четырех лет. Долгосрочная цель стратегии — не менее 40 ГВт электролизеров к 2030 году, производящих до 10 млн тонн «зеленого» водорода. По данным ЕК, к 2030 году для этого может потребоваться от €24–42 млрд вложений.

    По мнению ЕК, промышленность ЕС должна построить более мощные электролизеры — до 100 МВт к 2024 году (самые крупные сейчас, мощностью до 10 МВт, ставят на НПЗ Shell Rheinland в Германии). Их предполагается устанавливать рядом с существующими центрами спроса на нефтеперерабатывающих, металлургических заводах и химических комплексах, в идеале с питанием от находящейся рядом ВИЭ-генерации.

    Выпуск «голубого» водорода сейчас гораздо дешевле, чем «зеленого». В конце августа S&P Global Platts оценило приведенные затраты на производство «серого» водорода (включая CAPEX и плату за выбросы СО2) в €1,24 за 1 кг, «голубого» — в €1,31 за 1 кг, а «зеленого» (электролиз PEM, включая CAPEX) — в €3,43 за 1 кг. По прогнозу Aurora Energy Research, затраты на «голубой» и «зеленый» водород сблизятся только к 2045 году.

    С газа на газ

    Среди российских компаний наиболее готовым к выходу на рынок водорода выглядит НОВАТЭК, поскольку покупатели здесь во многом те же, что и у СПГ. По данным “Ъ”, компания уже ведет, в частности, переговоры о поставках водорода с испанской Repsol.

    Официально интерес НОВАТЭКа к водороду 8 сентября на конференции Gastech подтвердил CFO компании Марк Джетвей. «Мы исследуем перспективы производства водорода из метана с технической и экономической точки зрения»,— пояснил он, добавив, что речь идет как о водороде для нужд самой компании, так и о поставках потребителям. Топ-менеджер уточнил, что ресурсная база НОВАТЭКа позволяет реализовывать проекты по выпуску и сжиженного природного газа (СПГ), и водорода, но важна их экономическая и техническая жизнеспособность.

    Как рассказывают источники “Ъ”, НОВАТЭК хочет выпускать и экспортировать как «голубой», так и «зеленый» водород. Для этого планируется масштабное строительство ветропарков во всех регионах присутствия компании — на Ямале, Гыдане, а также, возможно, в Мурманской области и на Камчатке. Пилотная водородная установка появится на действующем проекте «Ямал СПГ», откуда водород можно поставлять на экспорт в Европу и Азию, уточняют два собеседника “Ъ”. А потенциально самое выгодное положение для транспортировки водорода в Европу — у среднетоннажного СПГ-завода НОВАТЭКа на Балтике.

    Глава ИАЦ «Новая энергетика» Владимир Сидорович отмечает, что ветер на Ямале и Гыдане достаточно сильный, но «уже есть большой опыт эксплуатации подобного оборудования на Аляске и в Норвегии, поэтому работа установок не должна стать большой проблемой».

    Еще один формат использования водорода для НОВАТЭКа — смешивание с природным газом в качестве топлива для газовых турбин, чтобы снижать выбросы СО2, говорит один из собеседников “Ъ”. На «Ямале СПГ» и перспективном заводе НОВАТЭКа «Арктик СПГ 2» используются газовые машины американской Baker Hughes — фреймов 7EA и LM9000. Обе позволяют подмешивать до 50% водорода, поэтому существенной модернизации не потребуют, поясняет источник “Ъ” среди машиностроителей. В НОВАТЭКе вопрос не комментируют.

    Вместе с тем вопрос о способах морской транспортировки водорода из-за его летучести и легковоспламеняемости остается открытым. Сейчас на рынке преобладают три подхода: перевозка чистого водорода в сжиженном виде, а также в химически связанном в форме аммиака или триметилциклогексана. В конце сентября Саудовская Аравия отправила первый в мире груз с 40 тоннами «голубого» аммиака в Японию для выработки электроэнергии.

    Вторичный энергоноситель

    «Газпром» также неоднократно заявлял, что рассматривает водород как направление диверсификации бизнеса и повышения эффективности использования газа. В частности, компания особо подчеркивала перспективы пиролиза метана — эта технология не дает выбросов СО2 и не требует строительства хранилищ для него, а получаемый побочно чистый углерод, возможно, даже найдет собственное коммерческое применение.

    В «Газпроме» отмечают, что, несмотря на рост потребления водорода в мире, глобального рынка этого продукта пока нет. На предприятиях монополии ежегодно производится около 350 тыс. тонн водорода — в основном для выпуска аммиака, метанола и моторных топлив. Вместе с тем в компании считают важным «сформировать собственные технологические компетенции в области водородной энергетики, позволяющие занять необходимые позиции на формирующемся рынке».

    Причем позиции эти могут быть не только в производстве, но и в транспортировке. Еще в октябре 2019 года глава ассоциации Eurogas Джеймс Уотсон сообщил, что строящийся газопровод «Северный поток-2» в будущем может транспортировать не только природный газ, но и водород — до 80% от объема. Впрочем, в «Газпроме» полагают, что целесообразнее производить водород или метано-водородное топливо из природного газа рядом с крупными потребителями, например, сталелитейными заводами и электростанциями, сохраняя трубопроводы для поставок чистого природного газа.

    По словам источников “Ъ”, «Газпром», как и НОВАТЭК, параллельно изучает возможность снижения выбросов за счет добавления водорода в топливо для газовых турбин. Однако парк турбин «Газпрома» состоит в основном из российских установок, не адаптированных к работе с водородом. Теоретически, только машины «Ладога» на 16 и 32 МВт «РЭП Холдинга», локализованные по лицензии Baker Hughes, способны в какой-то степени принимать топливо, смешанное с водородом, но не более чем на 10–15%, полагают собеседники “Ъ”. К тому же «Газпрому» по сути запрещено массово закупать иностранное оборудование.

    В «Газпроме» подтвердили “Ъ”, что исследуют варианты использования метано-водородных смесей в качестве топлива для собственных производственных объектов для снижения углеродного следа. В компании оценивают снижение выбросов в таком случае в 8% и даже более в сочетании с другими решениями, например, использованием энергии тепла отходящих газов газоперекачивающих агрегатов. При этом в «Газпроме» никак не прокомментировали данные источников “Ъ” о том, что компания рассматривает возможность обратной закачки CO2 в пласт для компенсации выбросов.

    В целом же в монополии подчеркнули, что водород — вторичный энергоноситель и требует дополнительной энергии для своего производства, тогда как в большинстве случаев «далеко не исчерпан потенциал природного газа, который уже сейчас содействует низкоуглеродному развитию экономики».

    Ядерные перспективы

    Из крупных игроков, не имеющих отношения к добыче углеводородов и формально не затрагиваемых экологическими ограничениями, всерьез водородом интересуется в России только госкорпорация «Росатом», которая уже несколько лет декларирует готовность к диверсификации бизнеса. «В глобальной перспективе», подтвердили “Ъ” в «Росатоме», госкорпорация хотела бы производить водород из углеводородов с помощью атомной энерготехнологической станции с применением высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов (ВТГР). Речь идет о технологии пиролиза метана.

    Основная технология «Росатома» — реакторы ВВЭР на тепловых нейтронах — не совсем подходят для таких целей из-за относительно невысоких температур рабочих тел первого и второго контуров. Запуск всей цепочки подготовки инфраструктуры для производства водорода из углеводородов (системы хранения, распределения), по оценке компании, займет около четырех лет.

    Но поскольку процесс вывода реакторов типа ВТГР на рынок довольно долог, на первой стадии «Росатом» готов заниматься электролизным производством водорода на базе Кольской АЭС (1,76 ГВт) в Мурманской области. Отчасти это поможет компании решить проблемы исторически сложившегося энергопрофицита в регионе (АЭС может дополнительно вырабатывать более 3,5 млрд кВт•ч в год).

    В ближайшие два-три года «Росатом» намерен задействовать около 1,5 МВт мощности АЭС для электролизного производства, в пределах пяти-семи лет — порядка 4 МВт, а к 2030 году — 500 МВт. По оценке госкорпорации, 1 МВт электрической мощности позволяет выпускать порядка 200 кубометров водорода в час (около 158 тонн в год). Этого объема водорода будет достаточно, чтобы реализовать, например, пилотные региональные программы по снабжению городского транспорта крупных мегаполисов, утверждают в «Росатоме».

    Госкорпорация готова сама развивать водородные технологии, но допускает участие партнеров или инвесторов, а также привлечение госсредств в рамках атомной нацпрограммы. В 2019 году «Росатом» уже подписал соглашение с властями Сахалина, ОАО РЖД и «Трансмашхолдингом» о сотрудничестве по проекту запуска водородного поезда на острове.

    Вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» Антон Москвин 29 сентября говорил, что проект находится на завершающей стадии ТЭО: «Есть понимание технической концепции, но существует открытый вопрос экономической перспективы». На Сахалине, по словам топ-менеджера, запланирован и экспортный водородный проект, но детали не раскрываются. В 2021 году в «Росатоме» рассчитывают завершить ТЭО проекта с японской Kawasaki по проекту поставок водорода из России в Японию.

    Свободные энергомощности есть и у «РусГидро», но у нее конкретных планов по производству водорода нет. В то же время в компании готовы «участвовать в государственной водородной повестке», в том числе в пилотных проектах по производству, транспортировке и хранению водорода.

    Нулевой спрос

    В целом компании, которые сейчас инвестируют в водород, движимы не столько коммерческой выгодой, сколько задачей сохранения своего бизнеса в стратегической (на горизонте 20–30 лет) перспективе, считает старший аналитик по электроэнергетике Центра энергетики МШУ «Сколково» Юрий Мельников. По его мнению, уход от углеводородов в их привычном виде становится неизбежным — это определяется намерением ЕС и Китая стать углеродно нейтральными к середине века.

    Но в России спрос на водород сейчас нулевой, поскольку страна не ставит целей по сокращению выбросов парниковых газов, добавляет господин Мельников. Ситуация, полагает он, может поменяться в первую очередь из-за того, что российским экспортерам (в нефтегазовой отрасли, металлургии, химии) неизбежно придется снижать углеродный след.

    Алексей Жихарев добавляет, что сейчас проекты водородной энергетики экономически нецелесообразны из-за высокой стоимости топлива по сравнению с традиционным. Например, энергозатраты на производство стали с использованием водорода будут в пять раз выше, чем на природном газе. Но уже в среднесрочной перспективе, по его оценке, водород будет более конкурентоспособен — как из-за ужесточения регулирования, так и в результате масштабирования технологий.

    Татьяна Дятел

    Наука: Наука и техника: Lenta.ru

    Ученые Калифорнийского университета протестировали систему нагревания табака, выпускаемую компанией Philip Morris International, чтобы выяснить, действительно ли она безопаснее обычных сигарет, как утверждает производитель. Предполагается, что отсутствие процесса горения не приводит к выделению канцерогенных веществ, однако выводы специалистов оказались неутешительными. «Лента.ру» пишет об исследовании, опубликованном в журнале BMJ.

    В системах нагревания табака (англ. heat-not-burn tobacco product, HNB) используется температура ниже той, при которой сгорает содержимое обычных сигарет. В результате выделяется дым, содержащий никотин и другие химические вещества. Первая продукция HNB появились в 1988 году, однако сначала не имела коммерческого успеха. Интерес к ней возник на фоне разочарованности электронными сигаретами, которые не могли обеспечить желаемый эффект от затяжки. В настоящее время системы нагревания табака выпускаются крупными табачными производителями.

    Хотя табачные компании утверждают, что HNB безопаснее обычных сигарет, достоверных и надежных научных данных в пользу этого нет. Многие исследования на эту тему финансировались самими производителями, поэтому их выводы сомнительны из-за конфликта интересов. Независимые медицинские специалисты утверждают, что системы нагревания табака несут тот же вред, что и обычное курение, однако они признают, что этой проблеме посвящено мало научных работ.

    В 1998 году одна из крупнейших табачных компаний Philip Morris International выпустила в продажу устройство нагрева, внутрь которого вставлялась сигарета. Он стал предшественником системы iQOS. Это название является аббревиатурой слогана I quit original smoking (русск. «я бросаю обычное курение»). По мнению компании, HNB в будущем полностью заменят табачные сигареты и вейпы, однако отраслевые аналитики сомневаются в том, что это когда-либо произойдет.

    iQOS состоит из зарядного устройства размером с телефон и держателя, напоминающего шариковую ручку. В него вставляется табачный стик, который затем нагревается до температуры 350 градусов Цельсия. Стик пропитан глицерином для того, чтобы в отсутствие горения мог выделяться аэрозоль, содержащий частицы табака.

    Такая конструкция предполагает, что пользователь не будет подвергаться большому воздействию токсичных и канцерогенных веществ, что обычно образуются при сжигании табака. IQOS работает в течение шести минут, после чего самостоятельно выключается. Как заметили исследователи в своей статье, опубликованной в журнале BMJ, утверждения о снижении вреда выпущены в научных изданиях с низким уровнем рецензирования.

    Изображение: Department of Molecular, Cell and Systems Biology, University of California, Riverside, California, USA

    Неиспользованный и использованный стики

    В ходе исследования ученые приобрели четыре комплекта iQOS, которые отвечали требованиям качества. Они также закупили стики Marlboro того же производителя. Держатели были протестированы в двух режимах очистки. При первом варианте они тщательно очищались от остаточной жидкости и табачных частиц после каждого нагревания. При втором очистка производилась по инструкции, согласно которой из держателя удалялась грязь через каждые 20 нагреваний с использованием крючка для очистки.

    Были измерены такие параметры, как падение давления внутри держателя, плотность аэрозоля, количество твердых частиц в нем и количество возможных затяжек. Перепады давления во время каждой затяжки определены с помощью перистальтического насоса, соединенного с U-образным водяным манометром. Аэрозоли улавливали в стеклянные кюветы, которые вставляли в спектрофотометр и облучали светом с длиной волны 420 нанометров.

    Были протестированы пять режимов эксплуатации. В течение двухсекундной или 4-секундной затяжки создавался объемный расход воздуха 7 миллилитров в секунду, в обоих случаях всего было сделано 14 затяжек. В случае с шестью двухсекундными затяжками объемный расход достигал 17,5 миллилитра в секунду, а при 12 затяжках той же продолжительности — 27,5 миллилитра в секунду. Наконец, пятый режим напоминал четвертый, но очистка держателей производилась в соответствии с инструкциями.

    Ученые оценивали состояние нагревательного элемента в держателе визуально с помощью микроскопа и фотоаппарата. Некоторые стики были разрезаны на части для оценки количества частиц, образующихся при пиролизе нагревателя и расплавления полимерной пленки в фильтрах. Газовая хроматография и масс-спектрометрия была проведена для оценки уровня аэрозолей.

    Изображение: Department of Molecular, Cell and Systems Biology, University of California, Riverside, California, USA

    Состояние нагревательного элемента при различных условиях эксплуатации

    Оказалось, что чистка не способна полностью удалить продукты сгорания с нагревательного элемента. В отсутствие ухода за держателем в устройстве остаются капли коричневой жидкости и грязь, чей объем растет с каждым использованием. В ходе эксплуатации падение давления становилось менее выраженным при каждой затяжке, а плотность частиц в аэрозоле росла, хотя после 7-9 затяжки начинала падать. Были также выявлены признаки обугливания в стиках, хотя регулярная очистка препятствовала увеличению площади обгорания. Кроме того, температура выделяемого аэрозоля была достаточной, чтобы расплавить фильтр, который в результате становится источником потенциально вредных веществ.

    Результаты газовой хроматографии и масс-спектрометрии показали, что в фильтре содержатся лактид, ε-капролактон и 1,2-диацетин, которые используются при изготовлении пластика и не оказывают вредного воздействия. Однако также был обнаружен токсичный формальдегид циангидрин, применяемый для производства резины. Это соединение, попадая в организм, откладывается в печени, где расщепляется на формальдегид и цианид. Известно, что относительно низкие дозы вещества смертельны для мышей.

    Исследователи полагают, что ограничение времени курения до шести минут заставит пользователей делать максимальное количество затяжек и уменьшать интервал между ними. В результате они будут подвергаться воздействию больших объемов аэрозоля. Несмотря на утверждение производителя, ученые не нашли подтверждения того, что система нагревания табака минимизирует количество потенциально опасных летучих вредных веществ, включая полициклические ароматические углеводороды и оксиды углерода и азота.

    Официальный представитель компании «Филип Моррис Интернэшнл» в России рассказал «Ленте.ру», что «выводы авторов исследования, что полимерная пленка фильтра табачных стиков при нормальных условиях использования начинает плавиться и выделять химическое вещество» не соответствуют результатам исследований компании.

    Так, полимерный фильтр не плавится во время потребления. При использовании табачных стиков с IQOS биополимерная пленка в фильтре твердеет, это нормальная реакция на температуру аэрозоля. Задерживаемые фильтром компоненты аэрозоля могут вызывать изменения его цвета, это тоже нормальный процесс.

    Кроме того, затвердевание и изменение цвета фильтра не являются признаками выделения каких-либо химических веществ.

    По словам представителя «Филип Моррис Интернэшнл» в России, полимерный фильтр в табачных стиках изготовлен из кукурузного крахмала. Вещество, обнаруженное авторами исследования, не используется ни на одном этапе производственного процесса. Оно не было выявлено и при анализе выделяемых веществ, проведенным учеными «Филип Моррис Интернэшнл» в реалистичных условиях использования и с применением методов измерения, аналогичных тем, что использовались авторами данного исследования.

    Исследования в самых разнообразных режимах использования продукта не выявили рост содержания токсичных веществ. Кроме того, клинические исследования, в рамках которых участники могли использовать IQOS без ограничений, показали снижение воздействия вредных веществ на уровне около 95 процентов от снижения воздействия, наблюдаемого у курильщиков, которые вообще отказались от потребления табака на период исследования.

    «Результаты научных исследований IQOS, которыми мы располагаем на сегодняшний день, в совокупности свидетельствуют, что IQOS потенциально менее вреден, чем обычные сигареты», — резюмировал представитель «Филип Моррис Интернэшнл».

    Каталитическая очистка духовки что это такое

    Рассматривая, что такое каталитическая очистка духовки, оговоримся, что способ используется и во встроенной технике (духовом шкафу), и в раздельно стоящих плитах с духовым шкафом. Предлагаем оценить, чем духовка с каталитической очисткой лучше и как выбрать духовку с рассматриваемой функцией, на что обращать особенное внимание.

    WIki: Что такое каталитическая очистка

    Каталитический тип очистки духовки основан на применении пористой эмали на стенках духового шкафа. Шершавая на ощупь эмаль отличается порами, с уже заполненными химическим составом с катализатором, в которые оседает жир. Покрытие эмалью имеют боковые и задние стенки, чаще и лопасти конвектора. При большой температуре жир под воздействием катализатора расщепляется на углерод и воду. Процесс происходит в момент нагрева духовки от 200°С, оптимальной температурой считается 250°С. Мыть и чистить стенки не требуется. Дно приходится вытирать, только если что капнет во время выпечки. Нагар и жир сам как-то в процессе выпечки очищается со стенок. У нас за год частого, очень частого использования духовка как новая.

    В духовках Bosch и Siemens с каталитическим покрытием ecoClean процесс идет при большей температуре, порядка 270°С, и носит особое название «эколиз», что подчеркивает высокую степень разложения жировых осаждений.

    • Преимущества & недочёты

    С учетом эксплуатации духовки стали бы мы покупать вновь ее с каталитической очисткой или выбрали пиролизную самоочистку. Почему? Если после выпечки в формах и на противнях духовой шкаф относительно чистый, то верх отлично забрызгивается от гриля/ аэрокриля, да и просто от готовки чего нибудь мясного, жирного с использованием конвекции. Жирные брызги летят во все стороны и пиролиз — это спасение, когда даже очень сильно пригоревший жир, подтеки и тд, все выгорает и превращается в мизерное количество пепла, которое легко смахнуть салфеткой. А духовка при этом как из магазина.

    Производители оснащают собственные модели панелями с двухсторонним покрытием. В этом случае по окончании потери эмали на одной стороне необходимо перевернуть панель на другую сторону.

    Ко многим моделям электрических плит и духовок в качестве аксессуаров прилагаются каталитические панели и фильтры для улавливания жира. Панели имеют ресурс в 300 часов и далее подлежат замене, а вот фильтры можно регулярно мыть в посудомоечной машине. Внимание: фильтр нельзя мыть вместе с посудой, иначе, забитый остатками пиши, он перестанет работать.

    Выбор духовки. Как выбрать духовку

    Как встраиваемые духовки, так и отдельно стоящие модели с каталитической очисткой производит любой производитель. Однако, эмаль от различных брендов полностью идентична, поскольку приобретается в готовом виде у производителей, и уже позже наносится на поверхность стенок.

    Каталитические панели как правило устанавливается в плитах электрических, но возможно встретить в продаже и газовые шкафы, оснащённые рассматриваемой функцией.

    Особенности пластин каталитической очистки

    Ограниченность работы пластин по окончании 4–5 лет активного применения. Дальше пластины нужно заменить. С заменой панелей возможно совладать самостоятельно, изучив предварительно инструкцию, однако, разумнее обратиться в сервисный центр.

    Можно ли мыть духовку «привычным» способом с губками и абразивными порошками? Не рекомендуется.

    P.S. А вообще честь и хвала тому, кто изобрёл такие варианты очистки духовки!

    Поделиться новостью в соцсетях

     

    « Предыдущая запись Следующая запись »

    установка быстрого пиролиза китай

    установка быстрого пиролиза китай

    Установка быстрого пиролиза как альтернативная. 2012-08-05· Установка быстрого пиролиза вырабатывает из сырья 1300-1500м3 газа в час.Узел пиролиза состоит из нескольких печей пиролиза. Суммарные годовые мощности по этилену всех печей, без учёта печей находящихся в резерве (на регенерации), определяют мощность всей установки пиролиза.Пиролиз — Википедия установка для пиролиз торфа китай. установка быстрого пиролиза торфа Объявление: Установка быстрого пиролиза торфа, вы можете купить в оборудование быстрого пиролиза китай

    Установка непрерывного пиролиза отходов YouTube

    Aug 10, 2015· Разработана установка непрерывного пиролиза для термической утилизации органических отходов. УстановкаNov 07, 2016· Современная, безотходная, экологически чистая технология переработки шин и РТИ. По всем вопросам писать наУстановка низкотемпературного пиролиза YouTube Aug 08, 2016· Установка пиролиза FORTAN оборудование для переработки отходов более 900 видов. Реактор быстрого пиролизаУстановка пиролиза ФОРТАН / Pyrolysis plant FORTAN YouTube

    Работа Установки быстрого пиролиза FPP 02 YouTube

    Oct 24, 2018· Установка быстрого пиролиза fpp02 предназначена для термохимической переработки и утилизации биомассы иустановка быстрого пиролиза торфа Объявление: Установка быстрого пиролиза торфа, вы можете купить в Красноярске (Красноярский край, Россия). »установка для пиролиз торфа китай Установка быстрого пиролиза МСК «Станко-r» по переработке органических и неорганических ТБО. Все данные, изложенные ниже, рассчитаны на установка быстрого пиролиза купить

    мобильная установка быстрого пиролиза pytec

    установка быстрого пиролиза торфа Объявление: Установка быстрого пиролиза торфа, вы можете купить в Красноярске (Красноярский край, Россия). »установка для пиролиза китай Дробильный комплекс включает в себя вибропитатель, щековую дробилку, роторную дробилку, виброгрохот, ленточные конвейеры, и главный пуль управления.установка для пиролиза китай Установка быстрого пиролиза #fpp02 в работе♻️ _____ Также сообщаем, что у потенциальных заказчиков есть…ELP Group Установка быстрого пиролиза #FPP02 в

    Купить Установка Непрерывного Пиролиза оптом из Китая

    Основными странами или регионами-поставщиками являются Китай, которые поставляют 100% установка непрерывного пиролиза соответственно.Пиролизная установка от ЭЛП Групп. Установка для быстрого пиролиза fpp 02. Преимущества пиролизной установки.Пиролизная установка Установка для быстрого пиролиза Aug 05, 2012· Установка быстрого пиролиза вырабатывает газ по цене 0,1-0,6руб/м3. На разнице в тарифах всё оборудование полностью окупается за 1-3 сезона.Установка быстрого пиролиза как альтернативная

    Купить Пиролизной Установки оптом из Китая

    Установка непрерывного пиролиза Германия 588 888,00 $-599 999,00 $ / шт. 1 шт.Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов (913) Продажа отеля на 9 номеров, Таиланд, Паттайя (948) земельный участок 65000 кв.м. в районе международного моста Россия-Китай РОССИЙСКО-КИТАЙСКИЙ САЙТ ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ «Применение технологии быстрого пиролиза для утилизации бытовых и промышленных отходов» (pirolizeco.ru, май 2004 г.)Экологический аспект применения технологии быстрого пиролиза к промышленным и бытовым отходам.Применение технологии быстрого пиролиза для утилизации

    Установка быстрого пиролиза как альтернативная

    Aug 05, 2012· Установка быстрого пиролиза вырабатывает газ по цене 0,1-0,6руб/м3. На разнице в тарифах всё оборудование полностью окупается за 1-3 сезона.Вот так выглядит «новенькая» установка пиролиза из Китая. Кажется что на середине процесса изготовления ее просто изъяли с конвейера. Все придет гнутое и мятое.Приобретение китайской установки пиролиза Blog Установка непрерывного пиролиза Германия 588 888,00 $-599 999,00 $ / шт. 1 шт.Купить Пиролизной Установки оптом из Китая

    Применение технологии быстрого пиролиза для утилизации

    «Применение технологии быстрого пиролиза для утилизации бытовых и промышленных отходов» (pirolizeco.ru, май 2004 г.)Экологический аспект применения технологии быстрого пиролиза к промышленным и бытовым отходам.Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов (910) Продажа отеля на 9 номеров, Таиланд, Паттайя (946) земельный участок 65000 кв.м. в районе международного моста Россия-Китай РОССИЙСКО-КИТАЙСКИЙ САЙТ ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов (914) Продажа отеля на 9 номеров, Таиланд, Паттайя (950) земельный участок 65000 кв.м. в районе международного моста Россия-Китай РОССИЙСКО-КИТАЙСКИЙ САЙТ ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ

    РОССИЙСКО-КИТАЙСКИЙ САЙТ ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ

    Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов (915) Продажа отеля на 9 номеров, Таиланд, Паттайя (951) земельный участок 65000 кв.м. в районе международного моста Россия-Китай Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов (897) Продажа отеля на 9 номеров, Таиланд, Паттайя (938) земельный участок 65000 кв.м. в районе международного моста Россия-Китай РОССИЙСКО-КИТАЙСКИЙ САЙТ ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ Установка быстрого пиролиза за час превращает 500 кг сырья, например органических отходов в электроэнергию. Топливом для реактора могут стать еловые опилки, лузга, резина, пластик и др.Получение газа из органических отходов: навоза, помета, опилок

    Оборудование для переработки отходов в энергию: опилок

    Группа компаний СпецТехника предлагает осуществить работы по изготовлению Комплекса для производства энергии из навоза (и других отходов) на базе Установки быстрого пиролиза (далее Комплекс и Установка), путемУстановка быстрого пиролиза #fpp02 в работе♻️ _____ Также сообщаем, что у потенциальныхELP Group Производственный комплекс для переработки…

    Пиролиз биомассы — обзор

    3.10.3 Пиролиз биомассы в лабораторном кипящем слое

    Высокие степени превращения, возможные во время пиролиза биомассы (и газификации), имеют значение для моделирования и проектирования реакторов с псевдоожиженным слоем. В лабораторном масштабе (рис. 3.5), а также в пилотном и заводском масштабе эти реакторы обычно работают путем нагнетания пробы в нагретый слой инертных твердых частиц. Это приводит к высокой скорости нагрева. Однако, в отличие от приборов с проволочной сеткой, скорость нагрева нельзя контролировать и ее можно рассчитать, только сделав (часто подозрительные) допущения о скорости теплопередачи к частицам.Реакционная способность лигноцеллюлозной биомассы переводится в стационарные запасы топлива, не превышающие нескольких процентов биомассы. Остальное состоит из твердых частиц инертного слоя, которые обеспечивают адекватное псевдоожижение.

    Как поясняется при представлении конструкции на рис. 3.5b, вертикальное движение опорной плиты позволяет изменять время пребывания летучих веществ в надводном борту реактора от 0,8 до ~ 4 с. На рис. 3.9 представлены данные по выходу смолы из этого реактора в зависимости от температуры и времени пребывания надводного борта.Здесь использовался тот же образец древесины серебряной березы, что и в последующих экспериментах с проволочной сеткой Fraga et al. [1991], где наблюдались аналогичные максимальные выходы смол (таблица 3.12).

    Рисунок 3.9. Выходы пиролизной смолы из серебряной березы в зависимости от температуры и времени пребывания надводного борта. Работа при атмосферном давлении.

    (Воспроизведено с разрешения: Fuel 68, (1989), 275; Copyright 1989 Elsevier).

    По мере увеличения времени пребывания надводного борта на рис. 3.9 ясно видно, что максимум кривой выхода гудрона уменьшается с чуть выше 450 ° C до почти 425 ° C.Эта тенденция соответствует тому, что мы можем ожидать от интенсификации реакций крекинга гудрона при более продолжительном времени пребывания. Однако при фиксированной высоте надводного борта температура максимума выхода смол является прямым доказательством относительной термической стабильности смол, что также отражает химический состав образца. Аналогичный максимум для низкосортного битуминозного угля Linby наблюдался при температуре около 590–600 ° C, а для лигнита Шан (Турция) был промежуточным при температуре около 530 ° C.

    Второе важное наблюдение, вытекающее из этих данных, — это скорость, с которой смола разрушается на надводном борту реактора при повышении температуры и времени пребывания.Очевидно, что по сравнению с углем лигноцеллюлозные биомассы производят больше смолы на единицу количества исходного топлива. Одна из основных и в значительной степени все еще не решенных проблем газификации биомассы в восходящем псевдоожиженном слое — это содержание смол в топливных газах. Проблема достаточно серьезна для того, чтобы попытаться применить каталитические методы [Corella et al., 2004]. Однако еще один аспект проблемы — это постоянно меняющийся состав и смол биомассы.

    Новаторский анализ ГХ-МС Эванса и Милна [1987a; 1987b] показали, что смолы пиролиза биомассы содержат очень большое количество химических компонентов, значительная часть которых представляет собой кислородсодержащие соединения.Вся работа с тех пор подтвердила правильность первоначальной работы [например, Guell et al., 1993]. Однако ГХ-МС может анализировать только те молекулы, которые могут проходить через хроматографическую колонку. Для большинства ГХ-колонок верхний предел прохождения алифатических соединений составляет около 500 мкД; для ароматических углеводородов и полярных молекул этот предел будет ниже и составляет около 300 ед. В последнее время более высокотемпературные колонны смогли поднять этот предел примерно до 550–600 для алифатических соединений и почти до 400 ед. Для ароматических соединений.Между тем, попытки характеризации с помощью эксклюзионной хроматографии и MALDI-масс-спектрометрии с тех пор показали, что большая часть смол биомассы обнаруживается на уровнях молекулярной массы, намного превышающих диапазон, идентифицируемый с помощью ГХ-МС. Большая часть смолы не может пройти через колонку ГХ-МС. Применение этих методов к смолам пиролиза из жома сахарного тростника [Pindoria et al., 1999] и эвкалипта [Pindoria et al., 1997] указывает на молекулярные массы, по крайней мере, до 6000 ед. И, возможно, немного выше.Таким образом, у нас нет прямой идентификации соединений для более чем 90 процентов смол. Они делают , а не , отображаются в ГХ-МС.

    Эти разработки не опровергают результаты ГХ-МС, а просто помещают их в контекст. Кроме того, результаты ГХ-МС могут предоставить общую основу для визуализации типов структур, ожидаемых в более тяжелых слоях, хотя прямые экстраполяции не всегда могут быть оправданы. Наблюдения с помощью ГХ-МС над серебристо-березовыми гудронами, полученными в ходе экспериментов, описанных на рисунке 3.9 актуальны для демонстрации изменения химического состава с повышением температуры. В более низком диапазоне температур реактора (300–400 ° C) соединения, идентифицированные в относительном количестве, включали кислородсодержащие соединения, такие как диметоксипропен, тетрагидрофурилметанол и, конечно же, левоглюкозан. Фенолы и этоксибензолы наблюдались при средних и более высоких температурах, в то время как полиядерные ароматические соединения, такие как нафталины, аценафтилены, 9H-флуорен и пирен, встречались с большей частотой в верхнем конце температурного спектра (900 ° C) [Stiles & Kandiyoti].

    Объем данных ГХ-МС анализов был ограничен. Однако постепенное увеличение концентраций полиядерных ароматических соединений, идентифицированных в смолах биомассы, подверженных воздействию более высоких температур, сигнализирует о потенциальных трудностях очистки продуктового газа. Вспомнив, что при температуре выше 700 ° C реакции замыкания кольца и дегидратации интенсифицируются, этого результата можно было ожидать. Однако полиядерные ароматические соединения термически намного более стабильны, чем свежие кислородсодержащие смолы, извлеченные в ходе экспериментов при более низких температурах.Если использовать более высокие температуры надводного борта в качестве единственного тупого инструмента для крекинга смол биомассы, похоже, мы сможем разложить большую часть этих конденсируемых материалов, но столкнемся с перспективой уменьшения, но гораздо более прочного остатка. В этом случае потребуется еще одна стадия очистки, чтобы избежать повреждения двигателей или газовых турбин, находящихся ниже по потоку, когда топливный газ предназначен для выработки электроэнергии.

    Необходимо согласовать несколько противоречивых факторов, прежде чем будут найдены оптимальные условия для разрушения смолы при использовании биомассы без чрезмерных усилий и затрат.Соображения тепловой, а также экономической эффективности требуют, чтобы газификаторы биомассы работали при относительно низких температурах по сравнению с газификаторами угля, где «смола в топливном газе» редко является проблемой. При газификации угля с продувкой паром и кислородом достигаются температуры значительно выше 1800 ° C, и не следует ожидать выживания гудрона. Однако газификаторы с продувкой воздухом работают при температуре 900–1050 ° C. Неопубликованная работа Имперского колледжа не обнаружила экстрагируемых веществ в твердых телах, извлеченных из циклонов на выходе из пилотной установки газификации British Coal ABGC.Разрушение смолы казалось завершенным, предположительно из-за присутствия пара при температуре около 950 ° C, а также, вероятно, из-за высокого надводного борта реактора. Решение проблемы сохранения смол в топливном газе из газификаторов биомассы должно в конечном итоге заключаться в сочетании среды химически активного газа, возможно, при несколько более высоких температурах на надводном борту. Целенаправленный набор экспериментов по паровому крекингу полиядерных ароматических соединений значительно улучшил бы наш обзор проблемы.

    Границы | Каталитический пиролиз пластиковых отходов: переход к биоперерабатывающим предприятиям на основе пиролиза

    Введение

    Производство и потребление пластиковых отходов растет тревожными темпами в связи с увеличением численности населения, быстрым экономическим ростом, постоянной урбанизацией и изменениями в образе жизни.Кроме того, короткий срок службы пластика ускоряет ежедневное производство пластиковых отходов. Мировое производство пластика оценивается примерно в 300 миллионов тонн в год и с каждым годом постоянно увеличивается (Miandad et al., 2016a; Ratnasari et al., 2017). Пластмассы состоят из нефтехимических углеводородов с добавками, такими как антипирены, стабилизаторы и окислители, которые затрудняют биоразложение (Ma et al., 2017). Переработка пластиковых отходов осуществляется по-разному, но в большинстве развивающихся стран открытая или свалка является обычной практикой для управления пластиковыми отходами (Gandidi et al., 2018). Удаление пластиковых отходов на свалки является средой обитания для насекомых и грызунов, которые могут вызывать различные типы заболеваний (Alexandra, 2012). Кроме того, стоимость транспортировки, рабочей силы и технического обслуживания может увеличить стоимость проектов по переработке (Gandidi et al., 2018). Кроме того, из-за быстрой урбанизации сокращается количество земель, пригодных для свалки, особенно в городах. Пиролиз — это распространенный метод преобразования пластиковых отходов в энергию в виде твердого, жидкого и газообразного топлива.

    Пиролиз — это термическое разложение пластиковых отходов при различных температурах (300–900 ° C) в отсутствие кислорода до полученной жидкой нефти (Rehan et al., 2017). Различные виды катализаторов используются для улучшения процесса пиролиза пластиковых отходов в целом и повышения эффективности процесса. Катализаторы играют очень важную роль в повышении эффективности процесса, нацеливании на конкретную реакцию и снижении температуры и времени процесса (Serrano et al., 2012; Ratnasari et al., 2017).В процессах пиролиза пластмасс использовался широкий спектр катализаторов, но наиболее широко применяемыми катализаторами являются ZSM-5, цеолит, Y-цеолит, FCC и MCM-41 (Ratnasari et al., 2017). Каталитическая реакция во время пиролиза пластиковых отходов на твердых кислотных катализаторах может включать реакции крекинга, олигомеризации, циклизации, ароматизации и изомеризации (Serrano et al., 2012).

    В нескольких исследованиях сообщалось об использовании микропористых и мезопористых катализаторов для преобразования пластиковых отходов в жидкое масло и полукокс.Uemichi et al. (1998) провели каталитический пиролиз полиэтилена (ПЭ) с катализаторами HZSM-5. Использование HZSM-5 увеличило добычу жидкой нефти с составом ароматических углеводородов и изоалкановых соединений. Gaca et al. (2008) провели пиролиз пластиковых отходов с модифицированными MCM-41 и HZSM-5 и сообщили, что использование HZSM-5 дает более легкие углеводороды (C 3 –C 4 ) с максимальным содержанием ароматических соединений. Lin et al. (2004) использовали различные типы катализаторов и сообщили, что даже смешивание HZSM-5 с мезопористым SiO 2 -Al 2 O 3 или MCM-41 привело к максимальной добыче жидкой нефти с минимальным выходом газа.Агуадо и др. (1997) сообщили о получении ароматических и алифатических соединений в результате каталитического пиролиза полиэтилена с HZSM-5, в то время как использование мезопористого MCM-41 снизило количество получаемых ароматических соединений из-за его низкой кислотной каталитической активности. Использование синтетических катализаторов улучшило общий процесс пиролиза и улучшило качество добываемой жидкой нефти. Однако использование синтетических катализаторов увеличивало стоимость процесса пиролиза.

    Катализаторы NZ могут использоваться для решения экономических проблем каталитического пиролиза, который связан с использованием дорогих катализаторов.В последние годы Новая Зеландия привлекла к себе большое внимание своими потенциальными экологическими приложениями. Естественно, NZ встречается в Японии, США, Кубе, Индонезии, Венгрии, Италии и Королевстве Саудовская Аравия (KSA) (Sriningsih et al., 2014; Nizami et al., 2016). Месторождение Новой Зеландии в КСА в основном находится в Харрат Шама и Джаббал Шама и в основном содержит минералы морденита с высокой термической стабильностью, что делает его пригодным в качестве катализатора при пиролизе пластиковых отходов. Sriningsih et al. (2014) модифицировали NZ из Сукабуми, Индонезия, отложив переходные металлы, такие как Ni, Co и Mo, и провели пиролиз полиэтилена низкой плотности (LDPE).Gandidi et al. (2018) использовали NZ из Лампунга, Индонезия, для каталитического пиролиза твердых бытовых отходов.

    Это первое исследование по изучению влияния модифицированного саудовского природного цеолита на качество продукта и выход при каталитическом пиролизе пластиковых отходов. Саудовский природный цеолитный катализатор был модифицирован с помощью новой термической активации (TA-NZ) при 550 ° C и кислотной активации (AA-NZ) с помощью HNO 3 для улучшения его каталитических свойств. Каталитический пиролиз различных типов пластмассовых отходов (ПС, ПЭ, ПП и ПЭТ), как отдельных, так и смешанных в различных соотношениях, в присутствии модифицированных природных цеолитных (NZ) катализаторов в небольшом экспериментальном реакторе пиролиза проводился для первый раз.Были изучены качество и выход таких продуктов пиролиза, как жидкая нефть, газ и полукокс. Химический состав жидкой нефти анализировали с помощью ГХ-МС. Кроме того, были обсуждены возможности и проблемы биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза.

    Материалы и методы

    Подготовка сырья и запуск реактора

    Пластиковые отходы, используемые в качестве сырья в процессе каталитического пиролиза, были собраны в Джидде и включали продуктовые пакеты, одноразовые чашки и тарелки для сока и бутылки для питьевой воды, которые состоят из полиэтилена (PE), полипропилена (PP), полистирола (PS), и полиэтилентерефталатные (ПЭТ) пластмассы соответственно.Выбор этих пластиковых материалов был сделан на основании того факта, что они являются основным источником пластиковых отходов, производимых в КСА. Для получения однородной смеси все образцы отходов измельчали ​​на более мелкие кусочки размером около 2 см. 2 . Каталитический пиролиз проводился с использованием отдельных или смеси этих пластиковых отходов в различных соотношениях (таблица 1). Использовали 1000 г сырья, по 100 г катализатора в каждом эксперименте. Саудовский природный цеолит (Новая Зеландия), собранный в Харрат-Шама, расположенном на северо-западе города Джидда, штат Южная Австралия (Nizami et al., 2016), был модифицирован термической и кислотной обработкой и использован в этих экспериментах по каталитическому пиролизу. NZ измельчали ​​до порошка (<100 нм) в шаровой мельнице (Retsch MM 480) в течение 3 ч при частоте 20 Гц / с перед модификацией и использованием в пиролизе. Для термической активации (ТА) NZ нагревали в муфельной печи при 550 ° C в течение 5 часов, а для кислотной активации (AA) NZ вымачивали в 0,1 М растворе азотной кислоты (HNO 3 ) в течение 48 часов и непрерывно встряхивают с помощью цифрового шейкера IKA HS 501 со скоростью 50 об / мин.После этого образец промывали деионизированной водой до получения нормального pH.

    Таблица 1 . Схема эксперимента.

    Эксперименты проводились в небольшом пилотном реакторе пиролиза при 450 ° C, при скорости нагрева 10 ° C / мин и времени реакции 75 мин (рис. 1). Полученный выход каждого продукта пиролиза рассчитывали по массе после завершения каждого эксперимента. Характеристика добываемой жидкой нефти была проведена для исследования влияния состава сырья на качество жидкой нефти, полученной в присутствии модифицированного NZ.ТГА проводили на сырье для получения оптимальных условий процесса, таких как температура и время реакции (75 мин) в контролируемых условиях. В TGA брали 10 мкг каждого типа пластиковых отходов и нагревали со скоростью 10 ° C от 25 до 900 ° C в непрерывном потоке азота (50 мл / мин). Авторы этого исследования недавно опубликовали работу о влиянии состава сырья и природных и синтетических цеолитных катализаторов без модификации катализатора на различные типы пластиковых отходов (Miandad et al., 2017b; Rehan et al., 2017).

    Экспериментальная установка

    Небольшой пилотный реактор может использоваться как для термического, так и для каталитического пиролиза с использованием различного сырья, такого как пластмассы и биомасса (рис. 1). В этом исследовании модифицированные катализаторы NZ были добавлены в реактор с сырьем. Реактор пиролиза может вместить до 20 л сырья, а максимальная безопасная рабочая температура до 600 ° C может быть достигнута при желаемых скоростях нагрева.Подробные параметры реактора пиролиза были опубликованы ранее (Miandad et al., 2016b, 2017b). При повышении температуры выше определенных значений пластиковые отходы (органические полимеры) превращаются в мономеры, которые переносятся в конденсатор, где эти пары конденсируются в жидкое масло. Для обеспечения температуры конденсации ниже 10 ° C и максимальной конденсации пара в жидкое масло использовалась система непрерывной конденсации с использованием водяной бани и охлаждающей жидкости ACDelco Classic.Добываемая жидкая нефть была собрана из резервуара для сбора нефти, и была проведена дальнейшая характеристика, чтобы раскрыть ее химический состав и характеристики для других потенциальных применений.

    Аналитические методы

    Пиролизное масло охарактеризовано с использованием различных методов, таких как газовая хроматография в сочетании с масс-спектрофотометрией (ГХ-МС), инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR),

    бомбовый калориметр и TGA (Mettler Toledo TGA / SDTA851) с применением стандартных методов ASTM.Функциональные группы в пиролизном масле анализировали с помощью прибора FT-IR, Perkin Elmer’s, UK. Анализ FT-IR проводился с использованием минимум 32 сканирований со средним значением 4 см -1 ИК-сигналов в диапазоне частот 500-4000 см -1 .

    Химический состав нефти изучался с помощью ГХ-МС (Shimadzu QP-Plus 2010) с детектором FI. Использовали капиллярную колонку GC длиной 30 м и шириной 0,25 мм, покрытую пленкой 5% фенилметилполисилоксана (HP-5) толщиной 0,25 мкм.Духовку устанавливали на 50 ° C на 2 минуты, а затем повышали до 290 ° C, используя скорость нагрева 5 ° C / мин. Температура источника ионов и линии передачи поддерживалась на уровне 230 и 300 ° C, а инжекция без деления потока осуществлялась при 290 ° C. Библиотеку масс-спектральных данных NIST08s использовали для идентификации хроматографических пиков, и процентные доли пиков оценивались по их общей площади пика ионной хроматограммы (TIC). Высокая теплотворная способность (HHV) добытой жидкой нефти, полученной из различных типов пластиковых отходов, была измерена в соответствии со стандартным методом ASTM D 240 с помощью прибора Bomb Calorimeter (Parr 6200 Calorimeter), в то время как производство газа оценивалось с использованием стандартной формулы баланса масс. , учитывая разницу в весе жидкого масла и полукокса.

    Результаты и обсуждение

    ТГА-анализ сырья

    ТГА был проведен для каждого типа пластиковых отходов в индивидуальном порядке, чтобы определить оптимальную температуру для термического разложения. Все типы пластиковых отходов демонстрируют сходное поведение при разложении с быстрой потерей веса углеводородов в узком диапазоне температур (150–250 ° C) (рис. 2). Максимальная деградация для каждого типа пластиковых отходов была достигнута в пределах 420–490 ° C. ПС и ПП показали одностадийное разложение, в то время как ПЭ и ПЭТ показали двухступенчатое разложение в контролируемых условиях.Одностадийное разложение соответствует присутствию углерод-углеродной связи, которая способствует механизму случайного разрыва с повышением температуры (Kim et al., 2006). Разложение полипропилена начинается при очень низкой температуре (240 ° C) по сравнению с другим сырьем. Половина углерода, присутствующего в цепи полипропилена, состоит из третичного углерода, который способствует образованию карбокатиона в процессе его термического разложения (Jung et al., 2010). Вероятно, это причина достижения максимальной деградации полипропилена при более низкой температуре.Начальная деградация PS началась при 330 ° C, а максимальная деградация была достигнута при 470 ° C. PS имеет циклическую структуру, и его деградация в тепловых условиях включает как случайную цепь, так и разрыв концевой цепи, что усиливает процесс его деградации (Demirbas, 2004; Lee, 2012).

    Рисунок 2 . Термогравиметрический анализ (ТГА) пластиковых отходов ПС, ПЭ, ПП и ПЭТ.

    PE и PET показали двухэтапный процесс разложения; начальная деградация началась при более низких температурах, а затем другая стадия разложения при более высокой температуре.Первоначальная деградация ПЭ началась при 270 ° C и медленно, но постепенно распространялась, пока температура не достигла 385 ° C. После этой температуры наблюдалась резкая деградация, и была достигнута 95% -ная деградация с дальнейшим повышением примерно на 100 ° C. Аналогичная двухэтапная картина разложения наблюдалась для пластика ПЭТФ, и первоначальная деградация началась при 400 ° C с резким снижением потери веса. Однако вторая деградация началась при несколько более высокой температуре (550 ° C). Первоначальное разложение ПЭ и ПЭТ может быть связано с присутствием некоторых летучих примесей, таких как добавочный наполнитель, используемый во время синтеза пластика (Димитров и др., 2013).

    Различные исследователи сообщают, что деградация ПЭ и ПЭТ требует более высоких температур по сравнению с другими пластиками (Димитров и др., 2013; Риццарелли и др., 2016). Lee (2012) сообщил, что PE имеет длинноцепочечную разветвленную структуру и что его разложение происходит посредством разрыва случайной цепи, что требует более высокой температуры, в то время как разложение PET следует за случайным разрывом сложноэфирных звеньев, что приводит к образованию олигомеров (Dziecioł and Trzeszczynski, 2000). ; Lecomte and Liggat, 2006).Первоначальная деградация ПЭТ, возможно, была связана с присутствием некоторых летучих примесей, таких как диэтиленгликоль (Димитров и др., 2013). В литературе сообщается, что присутствие этих летучих примесей дополнительно способствует процессу разложения полимеров (McNeill and Bounekhel, 1991; Dziecioł and Trzeszczynski, 2000). Различие в кривых ТГА различных типов пластиков может быть связано с их мезопористой структурой (Chandrasekaran et al., 2015). Кроме того, Lopez et al. (2011) сообщили, что использование катализаторов снижает температуру процесса.Следовательно, 450 ° C можно было бы принять в качестве оптимальной температуры в присутствии активированного NZ для каталитического пиролиза вышеупомянутых пластиковых отходов.

    Влияние сырья и катализаторов на выход продуктов пиролиза

    Было исследовано влияние термической и кислотной активации NZ на выход продукта процесса пиролиза (рис. 3). Каталитический пиролиз индивидуального ПС-пластика с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ показал самый высокий выход жидкого масла 70 и 60%, соответственно, по сравнению со всеми другими изученными типами индивидуальных и комбинированных пластиковых отходов.О высоком выходе жидкой нефти при каталитическом пиролизе ПС сообщалось и в нескольких других исследованиях (Siddiqui, Redhwi, 2009; Lee, 2012; Rehan et al., 2017). Сиддики и Редхви (2009) сообщили, что ПС имеет циклическую структуру, что приводит к высокому выходу жидкой нефти при каталитическом пиролизе. Ли (2012) сообщил, что деградация полистирола происходит за счет разрывов как случайных цепей, так и концевых цепей, что приводит к образованию стабильной структуры бензольного кольца, которая усиливает дальнейший крекинг и может увеличивать добычу жидкой нефти.Более того, в присутствии кислотных катализаторов разложение PS происходит по карбениевому механизму, который далее подвергается гидрированию (меж / внутримолекулярный перенос водорода) и β-расщеплению (Serrano et al., 2000). Кроме того, разложение PS происходило при более низкой температуре по сравнению с другими пластиками, такими как PE, из-за его циклической структуры (Wu et al., 2014). С другой стороны, каталитический пиролиз PS дает более высокое количество полукокса (24,6%) с катализатором AA-NZ, чем с катализатором TA-NZ (15,8%).Ma et al. (2017) также сообщили о высоком производстве полукокса при каталитическом пиролизе полистирола с кислотным цеолитным (Hβ) катализатором. Высокие показатели образования полукокса были обусловлены высокой кислотностью катализатора, которая способствует образованию полукокса за счет интенсивных вторичных реакций сшивания (Serrano et al., 2000).

    Рисунок 3 . Влияние TA-NZ и AA-NZ на выход продуктов пиролиза.

    Каталитический пиролиз ПП дает более высокое содержание жидкой нефти (54%) с катализатором AA-NZ, чем с катализатором TA-NZ (40%) (Рисунок 3).С другой стороны, катализатор TA-NZ дает большое количество газа (41,1%), что может быть связано с более низкой каталитической активностью катализатора TA-NZ. По данным Kim et al. (2002) катализатор с низкой кислотностью и участки поверхности по БЭТ с микропористой структурой способствуют начальному разложению полипропилена, что может привести к максимальному выделению газов. Обали и др. (2012) провели пиролиз полипропилена с катализатором, содержащим оксид алюминия, и сообщили о максимальной добыче газа. Более того, образование карбокатиона во время разложения полипропилена из-за присутствия третичного углерода в его углеродной цепи также может способствовать образованию газа (Jung et al., 2010). Syamsiro et al. (2014) также сообщили, что каталитический пиролиз PP и PS с активированным кислотой (HCL) природным цеолитным катализатором дает больше газов, чем процесс с термически активированным природным цеолитным катализатором, из-за его высокой кислотности и площади поверхности по БЭТ.

    Каталитический пиролиз полиэтилена с катализаторами TA-NZ и AA-NZ дает аналогичные количества жидкого масла (40 и 42%). Однако наибольшее количество газов (50,8 и 47,0%) было произведено из полиэтилена при использовании AA-NZ и TA-NZ соответственно, по сравнению со всеми другими изученными типами пластмасс.Производство полукокса было самым низким в этом случае, 7,2 и 13,0% с AA-NZ и TA-NZ, соответственно. В различных исследованиях также сообщалось о более низком производстве полукокса при каталитическом пиролизе полиэтилена (Xue et al., 2017). Lopez et al. (2011) сообщили, что катализаторы с высокой кислотностью усиливают крекинг полимеров во время каталитического пиролиза. Увеличение крекинга в присутствии высококислотного катализатора способствует образованию газов (Miandad et al., 2016b, 2017a). Zeaiter (2014) провел каталитический пиролиз полиэтилена с цеолитом HBeta и сообщил о 95.7% выход газа из-за высокой кислотности катализатора. Batool et al. (2016) также сообщили о максимальном производстве газа при каталитическом пиролизе полиэтилена с высококислотным катализатором ZSM-5. Согласно Lee (2012) и Williams (2006), PE имеет длинноцепочечную углеродную структуру, и его разложение происходит случайным образом на более мелкие цепочечные молекулы за счет случайного разрыва цепи, что может способствовать образованию газа. Во время пиролиза полиэтилена, который удерживает только связи C-H и C-C, сначала происходит разрыв основной цепи макромолекулы и образование стабильных свободных радикалов.Далее происходили стадии гидрирования, ведущие к синтезу вторичных свободных радикалов (новая стабильная связь C-H), что приводило к β-разрыву и образованию ненасыщенной группы (Rizzarelli et al., 2016).

    Каталитический пиролиз ПП / ПЭ (соотношение 50/50%) не выявил какой-либо существенной разницы в общих выходах продукта при использовании как AA-NZ, так и TA-NZ. Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза PP / PE, составляло 44 и 40% от катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно. Небольшое снижение выхода жидкого масла из AA-NZ может быть связано с его высокой кислотностью.Syamsiro et al. (2014) сообщили, что AA-NZ с HCl имеет более высокую кислотность по сравнению с TA-NZ, дает меньший выход жидкой нефти и имеет высокий выход газов. Общий каталитический пиролиз PP / PE дает максимальное количество газа с низким содержанием полукокса. Высокая добыча газа может быть связана с присутствием ПП. Разложение полипропилена усиливает процесс карбокатиона из-за присутствия третичного углерода в его углеродной цепи (Jung et al., 2010). Кроме того, разложение полиэтилена в присутствии катализатора также способствует получению газа с низким выходом жидкого масла.Однако, когда каталитический пиролиз ПП и ПЭ проводился отдельно с ПС, наблюдалась значительная разница в выходе продукта.

    Наблюдалась значительная разница в выходе жидкого масла 54 и 34% для каталитического пиролиза PS / PP (соотношение 50/50%) с катализаторами TA-NZ и AA-NZ, соответственно. Аналогичным образом наблюдалась значительная разница в выходе полукокса 20,3 и 35,2%, тогда как высокий выход газов составлял 25,7 и 30,8% при использовании катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно.Lopez et al. (2011) и Seo et al. (2003) сообщили, что катализатор с высокой кислотностью способствует процессу крекинга и обеспечивает максимальное производство газа. Кроме того, присутствие ПП также увеличивает газообразование из-за процесса карбокатиона во время разложения (Jung et al., 2010). Kim et al. (2002) сообщили, что при разложении полипропилена выделяется максимум газа в присутствии кислотных катализаторов.

    Каталитический пиролиз PS с PE (соотношение 50/50%) в присутствии катализатора TA-NZ дает 44% жидкого масла, однако 52% жидкого масла было получено с использованием катализатора AA-NZ.Kiran et al. (2000) провели пиролиз PS с PE при различных соотношениях и сообщили, что увеличение концентрации PE снижает концентрацию жидкой нефти с увеличением количества газа. Присутствие ПС с ПЭ способствует процессу разложения из-за образования активного стабильного бензольного кольца из ПС (Miandad et al., 2016b). Wu et al. (2014) провели ТГА ПС с ПЭ и наблюдали два пика, первый для ПС при низкой температуре, а затем деградацию ПЭ при высокой температуре.Более того, деградация PE следует за цепным процессом свободных радикалов и процессом гидрирования, в то время как PS следует за процессом радикальной цепочки, включая различные стадии (Kiran et al., 2000). Таким образом, даже с учетом явления разложения, PS приводил к более высокой деградации по сравнению с PE и давал стабильные бензольные кольца (McNeill et al., 1990).

    Каталитический пиролиз ПС / ПЭ / ПП (соотношение 50/25/25%) показал несколько более низкий выход жидкого масла по сравнению с каталитическим пиролизом всех отдельных типов пластмасс.Выход масла для обоих катализаторов, TA-NZ и AA-NZ, в этом случае одинаков, 44 и 40% соответственно. Производство полукокса было выше (29,7%) с катализатором AA-NZ, чем (19,0%) с катализатором TA-NZ, что может быть связано с реакциями полимеризации (Wu and Williams, 2010). Кроме того, добавление ПЭТ с ПС, ПЭ и ПП (соотношение 20/40/20/20%) снизило выход жидкого масла до 28 и 30% в целом при использовании катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно, с более высокой фракции полукокса и газа. Демирбас (2004) провел пиролиз ПС / ПЭ / ПП и сообщил аналогичные результаты для выхода продукта.Аднан и др. (2014) провели каталитический пиролиз ПС и ПЭТ с использованием катализатора Al-Al 2 O 3 с соотношением 80/20% и сообщили только о 37% жидкой нефти. Более того, Yoshioka et al. (2004) сообщили о максимальном производстве газа и полукокса при незначительном производстве жидкой нефти при каталитическом пиролизе ПЭТ. Кроме того, о максимальном образовании угля сообщалось также при проведении каталитического пиролиза ПЭТ с другими пластиками (Bhaskar et al., 2004). Более высокое производство полукокса при пиролизе ПЭТ связано с реакциями карбонизации и конденсации во время его пиролиза при высокой температуре (Yoshioka et al., 2004). Кроме того, присутствие атома кислорода также способствует высокому образованию полукокса при каталитическом пиролизе ПЭТ (Xue et al., 2017). Thilakaratne et al. (2016) сообщили, что образование свободных радикалов от бензола с двумя активированными углями является предшественником каталитического кокса в результате разложения ПЭТ.

    Влияние катализаторов на состав жидкой нефти

    Химический состав жидкого масла, полученного каталитическим пиролизом различных пластиковых отходов с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ, был охарактеризован методом ГХ-МС (Рисунки 4, 5).На состав добываемой жидкой нефти влияют различные типы сырья и катализаторов, используемых в процессе пиролиза (Miandad et al., 2016a, b, c). Жидкое масло, полученное из отдельных типов пластмасс, таких как ПС, ПП и ПЭ, содержало смесь ароматических, алифатических и других углеводородных соединений. Ароматические соединения, обнаруженные в масле из ПС и ПЭ, были выше, чем ПП при использовании катализатора TA-NZ. Количество ароматических соединений увеличилось в масле из ПС и ПП, но уменьшилось в ПЭ при использовании катализатора AA-NZ.Мезопористый и кислотный катализатор приводит к производству углеводородов с более короткой цепью из-за его высокой крекирующей способности (Lopez et al., 2011). Однако микропористые и менее кислые катализаторы способствуют получению длинноцепочечных углеводородов, поскольку процесс крекинга происходит только на внешней поверхности катализаторов. В целом, в присутствии катализаторов PE и PP следуют механизму разрыва случайной цепи, в то время как PS следует механизму разрыва или разрыва концевой цепи (Cullis and Hirschler, 1981; Peterson et al., 2001). Разрыв концевой цепи приводит к образованию мономера, тогда как разрыв случайной цепи дает олигомеры и мономеры (Peterson et al., 2001).

    Рис. 4. (A, B) ГХ-МС жидкого масла, полученного из различных типов пластиковых отходов с помощью TA-NZ.

    Рис. 5. (A, B) ГХ-МС жидкого масла, полученного из различных типов пластиковых отходов с AA-NZ.

    Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза полиэтилена при использовании обоих катализаторов, давало в основном нафталин, фенантрен, нафталин, 2-этенил-, 1-пентадецен, антрацен, 2-метил-, гексадекан и т. Д. (Рисунки 4A, 5A. ).Эти результаты согласуются с несколькими другими исследованиями (Lee, 2012; Xue et al., 2017). Получение производного бензола показывает, что TA-NZ усиливает процесс ароматизации по сравнению с AA-NZ. Xue et al. (2017) сообщили, что промежуточные олефины, полученные в результате каталитического пиролиза ПЭ, далее ароматизируются внутри пор катализаторов. Тем не менее, реакция ароматизации далее приводит к образованию атомов водорода, которые могут усилить процесс ароматизации. Ли (2012) сообщил, что ZSM-5 производит больше ароматических соединений по сравнению с морденитным катализатором из-за его кристаллической структуры.

    Есть два возможных механизма, которые могут включать разложение ПЭ в присутствии катализатора; отрыв гибридных ионов из-за присутствия сайтов Льюиса или из-за механизма иона карбения через добавление протона (Rizzarelli et al., 2016). Первоначально деградация начинается на внешней поверхности катализаторов, а затем продолжается с дальнейшей деградацией во внутренних порах катализаторов (Lee, 2012). Однако микропористые катализаторы препятствуют проникновению более крупных молекул, и, таким образом, соединения с более высокой углеродной цепью образуются в результате каталитического пиролиза полиэтилена с микропористыми катализаторами.Кроме того, в присутствии кислотных катализаторов из-за карбениевого механизма может увеличиваться образование ароматических и олефиновых соединений (Lee, 2012). Lin et al. (2004) сообщили о получении высокореакционных олефинов в качестве промежуточных продуктов во время каталитического пиролиза полиэтилена, которые могут способствовать образованию парафинов и ароматических соединений в добываемой жидкой нефти. Более того, присутствие кислотного катализатора и свободного атома водорода может привести к алкилированию толуола и бензола, превращая промежуточный алкилированный бензол в нафталин за счет ароматизации (Xue et al., 2017).

    Жидкое масло, полученное каталитическим пиролизом ПС с ТА-НЗ и АА-НЗ, содержит различные виды соединений. Основными обнаруженными соединениями были альфа-метилстирол, бензол, 1,1 ‘- (2-бутен-1,4-диил) бис-, бибензил, бензол, (1,3-пропандиил), фенантрен, 2-фенилнафталин и т. Д. в добываемой жидкой нефти (Рисунки 4A, 5A). Жидкая нефть, полученная в результате каталитического пиролиза полистирола с обоими активированными катализаторами, в основном содержит ароматические углеводороды с некоторыми парафинами, нафталином и олефиновыми соединениями (Rehan et al., 2017). Однако в присутствии катализатора было достигнуто максимальное производство ароматических соединений (Xue et al., 2017). Рамли и др. (2011) также сообщили о производстве олефинов, нафталина с ароматическими соединениями в результате каталитического пиролиза полистирола с Al 2 O 3 , нанесенных на катализаторы Cd и Sn. Деградация ПС начинается с растрескивания на внешней поверхности катализатора, а затем следует преобразование внутри пор катализатора (Uemichi et al., 1999). Первоначально крекинг полимера осуществляется кислотным центром Льюиса на поверхности катализатора с образованием карбокатионных промежуточных продуктов, которые в дальнейшем испаряются или подвергаются риформингу внутри пор катализатора (Xue et al., 2017).

    Каталитический пиролиз полистирола в основном производит стирол и его производные, которые являются основными соединениями в добываемой жидкой нефти (Siddiqui and Redhwi, 2009; Rehan et al., 2017). Превращение стирола в его производное увеличивалось в присутствии протонированных катализаторов из-за гидрирования (Kim et al., 2002). Шах и Ян (2015) и Укей и др. (2000) сообщили, что гидрирование стирола усиливается с увеличением температуры реакции. Огава и др. (1982) провели пиролиз ПС с алюмосиликатным катализатором при 300 ° C и обнаружили гидрирование стирола до его производного.Рамли и др. (2011) сообщили о возможном механизме разложения PS на кислотных катализаторах, который может происходить из-за атаки протона, связанного с кислотными центрами Бренстеда, что приводит к механизму карбениевого иона, который далее подвергается β-расщеплению и позже сопровождается переносом водорода. Более того, реакции сшивки благоприятствовали сильные кислотные центры Бренстеда, и когда эта реакция происходит, завершение крекинга может в некоторой степени уменьшаться и увеличивать образование полукокса (Serrano et al., 2000). Кроме того, катализаторы оксид кремния-оксид алюминия не имеют сильных кислотных центров Бренстеда, хотя они не могут улучшить реакцию сшивки, но способствуют процессу гидрирования. Таким образом, это может быть причиной того, что стирол не был обнаружен в жидком масле, однако его производное было обнаружено в больших количествах (Lee et al., 2001). Xue et al. (2017) также сообщили о деалкилировании стирола из-за задержки испарения внутри реактора, что может привести к усиленному процессу риформинга и образованию производного стирола.TA-NZ и AA-NZ содержат большое количество оксида алюминия и диоксида кремния, что приводит к гидрированию стирола до его производного, что приводит к получению мономеров стирола вместо стирола.

    Каталитический пиролиз полипропилена дает сложную смесь жидкого масла, содержащего ароматические углеводороды, олефины и соединения нафталина. Бензол, 1,1 ‘- (2-бутен-1,4-диил) бис-, бензол, 1,1’ — (1,3-пропандиил) бис-, антрацен, 9-метил-, нафталин, 2-фенил -, 1,2,3,4-тетрагидро-1-фенил-, нафталин, фенантрен и др.были основными соединениями, обнаруженными в жидкой нефти (Рисунки 4A, 5A). Эти результаты согласуются с другими исследованиями, в которых проводился каталитический пиролиз полипропилена с различными катализаторами (Marcilla et al., 2004). Кроме того, разложение ПП с помощью AA-NZ привело к максимальному образованию фенольных соединений. Более высокая продукция, возможно, была связана с наличием сильных кислотных центров, так как это способствует образованию фенольных соединений. Более того, присутствие высококислотного центра на катализаторах усиливает механизм олигомеризации, ароматизации и деоксигенации, что приводит к получению полиароматических и нафталиновых соединений.Dawood и Miura (2002) также сообщили о высоком уровне образования этих соединений в результате каталитического пиролиза полипропилена с высококислотным модифицированным HY-цеолитом.

    Состав масла, полученного при каталитическом пиролизе полипропилена с полиэтиленом, содержит соединения, обнаруженные в масле из обоих видов сырья пластикового типа. Miandad et al. (2016b) сообщили, что состав сырья также влияет на качество и химический состав нефти. Полученное жидкое масло каталитического пиролиза ПЭ / ПП содержит ароматические, олефиновые и нафталиновые соединения.Основными обнаруженными соединениями были: бензол, 1,1 ‘- (1,3-пропандиил) бис-, моно (2-этилгексил) сложный эфир, 1,2-бензолдикарбоновая кислота, антрацен, пентадекан, фенантрен, 2-фенилнафталин и т. д. (Рисунки 4B, 5B) . Юнг и др. (2010) сообщили, что производство ароматических соединений при каталитическом пиролизе ПП / ПЭ может происходить по механизму реакции Дильса-Альдера, а затем следует дегидрирование. Кроме того, каталитический пиролиз ПП и ПЭ, проводимый отдельно с ПС, в основном дает ароматические соединения из-за присутствия ПС.Полученная жидкая нефть из ПС / ПП содержит бензол, 1,1 ‘- (1,3-пропандиил) бис, 1,2-бензолдикарбоновую кислоту, дисооктиловый эфир, бибензил, фенантрен, 2-фенилнафталин, бензол, (4-метил- 1-деценил) — и так далее (Фигуры 4А, 5А). Каталитический пиролиз ПС с ПЭ в основном дает жидкую нефть с основными соединениями азулена, нафталина, 1-метил-, нафталина, 2-этенила, бензола, 1,1 ‘- (1,3-пропандиил) бис-, фенантрена, 2-фенилнафталина. , бензол, 1,1 ‘- (1-метил-1,2-этандиил) бис- и некоторые другие соединения (Рисунки 4B, 5B).Miskolczi et al. (2006) провели пиролиз ПС с ПЭ с соотношением 10 и 90%, соответственно, и сообщили о максимальном производстве ароматических углеводородов даже при очень низком соотношении ПС. Miandad et al. (2016b) сообщили, что термический пиролиз ПЭ с ПС без катализатора приводит к превращению ПЭ в жидкое масло с высоким содержанием ароматических углеводородов. Однако термический пиролиз единственного полиэтилена без катализатора превратил его в воск вместо жидкого масла из-за его сильной разветвленной длинноцепочечной структуры (Lee, 2012; Miandad et al., 2016б). Wu et al. (2014) провели ТГА ПС с ПЭ и сообщили, что присутствие ПС способствует разложению ПЭ из-за образования стабильных бензольных колец.

    Химический состав пиролизного масла по различным функциональным группам был изучен методом FT-IR. Полученные данные выявили присутствие в масле ароматических и алифатических функциональных групп (рисунки 6, 7). Очень сильный пик при 696 см. -1 наблюдался в большинстве жидких масел, полученных с использованием обоих катализаторов, что соответствует высокой концентрации ароматических соединений.Еще два очевидных пика были видны около 1,456 и 1,495 см. -1 для C-C с одинарными и двойными связями, соответствующих ароматическим соединениям. Кроме того, в конце спектра сильные пики при 2,850, 2,923 и 2,958 см -1 наблюдались во всех типах жидких масел, кроме PS, соответствующих C-H-отрезку соединений алканов. В целом жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза различных пластиковых отходов с использованием катализатора AA-NZ, показало больше пиков, чем образцы катализаторов TA-NZ.Эти дополнительные пики соответствуют ароматическим соединениям, алканам и алкеновым соединениям. Это указывает на то, что, как и ожидалось, AA-NZ имел лучшие каталитические свойства, чем TA-NZ. Различные исследователи сообщили о схожих результатах, что в жидкой нефти, полученной из PS, преобладали ароматические углеводороды. Tekin et al. (2012) и Panda and Singh (2013) также сообщили о присутствии ароматических углеводородов с некоторыми алканами и алкенами в результате каталитического пиролиза полипропилена. Kunwar et al. (2016) провели термический и каталитический пиролиз полиэтилена и сообщили, что полученная жидкая нефть содержит алканы и алкены в качестве основной функциональной группы.В целом, анализ FT-IR позволил лучше понять химический состав жидкого масла, полученного в результате каталитического пиролиза различных пластиковых отходов с использованием модифицированных NZ-катализаторов, а также подтвердил наши результаты GC-MS.

    Рисунок 6 . FT-IR анализ жидкой нефти, полученной каталитическим пиролизом с TA-NZ.

    Рисунок 7 . FT-IR анализ жидкой нефти, полученной каталитическим пиролизом с AA-NZ.

    Возможное применение продуктов пиролиза

    Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза различных типов пластмассового сырья, содержит большое количество ароматических, олефиновых и нафталиновых соединений, которые содержатся в нефтепродуктах.Более того, высокая теплотворная способность добываемой жидкой нефти находится в диапазоне 41,7–44,2 МДж / кг (Таблица 2), что очень близко к энергетической ценности обычного дизельного топлива. Самая низкая HHV 41,7 МДж / кг была обнаружена в жидкой нефти, полученной из PS с использованием катализатора TA-NZ, тогда как самая высокая HHV в 44,2 МДж / кг была у PS / PE / PP с использованием катализатора AA-NZ. Таким образом, жидкое пиролизное масло, полученное из различных пластиковых отходов, может использоваться в качестве альтернативного источника энергии. По данным Lee et al.(2015) и Rehan et al. (2016), производство электроэнергии возможно с использованием жидкого пиролизного масла в дизельном двигателе. Саптоади и Пратама (2015) успешно использовали жидкое пиролитическое масло в качестве альтернативы керосиновой печи. Кроме того, полученные ароматические соединения могут быть использованы в качестве сырья для полимеризации в различных отраслях химической промышленности (Sarker, Rashid, 2013; Shah, Jan, 2015). Кроме того, различные исследователи использовали добытую жидкую нефть в качестве транспортного топлива после смешивания с обычным дизельным топливом в различных соотношениях.Исследования проводились для изучения потенциала добываемой жидкой нефти в контексте характеристик двигателя и выбросов выхлопных газов транспортных средств. Nileshkumar et al. (2015) и Ли и др. (2015) сообщили, что соотношение смеси пиролитического жидкого масла и обычного дизельного топлива, равное 20: 80%, соответственно, дает аналогичные результаты по рабочим характеристикам двигателя, чем у обычного дизельного топлива. Более того, при том же смешанном соотношении выбросы выхлопных газов также были аналогичными, однако выбросы выхлопных газов увеличивались с увеличением количества смешанного пиролизного масла (Frigo et al., 2014; Мукерджи и Тамотаран, 2014).

    Таблица 2 . Высокие значения нагрева (HHV) пиролизного масла из различного сырья с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ.

    Остаток (полукокс), оставшийся после процесса пиролиза, можно использовать в нескольких экологических целях. Несколько исследователей активировали полукокс с помощью пара и термической активации (Lopez et al., 2009; Heras et al., 2014). Процесс активации увеличил площадь поверхности по БЭТ и уменьшил размер пор полукокса (Lopez et al., 2009). Кроме того, Бернандо (2011) модернизировал пластиковый уголь биоматериалом и провел адсорбцию (3,6–22,2 мг / г) красителя метиленового синего из сточных вод. Miandad et al. (2018) использовали полукокс, полученный при пиролизе пластиковых отходов ПС, для синтеза нового наноадсорбента двухслойных оксидов углерода-металла (C / MnCuAl-LDOs) для адсорбции конго красного (CR) в сточных водах. Кроме того, полукокс также может использоваться в качестве сырья для производства активированного угля.

    Ограничения ГХ-МС анализа пиролизного масла

    Существуют некоторые ограничения при проведении точного количественного анализа химических компонентов в пиролизном масле с помощью ГХ-МС.В этом исследовании мы использовали массовый процент различных химикатов, обнаруженных в образцах нефти, рассчитанный на основе площадей пиков, определенных с помощью колонки DP5-MS с нормальной фазой и FID. Идентифицированные пики были сопоставлены с NIST и библиотекой спектров банка масс. Соединения были выбраны на основе индекса сходства (SI> 90%). Дальнейшее сравнение с известными стандартами (CRM) позволило подтвердить идентифицированные соединения. Использованная колонка и детекторы ограничивались только углеводородами. Однако в действительности масло из большинства пластиковых отходов имеет сложную химическую структуру и может содержать другие группы неустановленных химических веществ, таких как сера, азот и кислородсодержащие углеводороды.Вот почему необходим более глубокий и точный качественный химический анализ, чтобы полностью понять химию пиролизного масла, с использованием расширенной калибровки и стандартизации и использования различных детекторов МС, таких как SCD и NCD, а также различных колонок для ГХ.

    Возможности и проблемы биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза

    Заводы по переработке отходов привлекают огромное внимание как решение для преобразования ТБО и других отходов биомассы в ряд продуктов, таких как топливо, энергия, тепло и другие ценные химические вещества и материалы.Различные типы биоперерабатывающих заводов, такие как биопереработка на базе сельского хозяйства, биопереработка животных отходов, биопереработка сточных вод, биопереработка на основе водорослей, очистка пластиковых отходов, биопереработка на базе лесного хозяйства, биопереработка промышленных отходов, биопереработка пищевых отходов и т. Д., Могут быть разработаны в зависимости от тип и источник отходов (Gebreslassie et al., 2013; De Wild et al., 2014; Nizami et al., 2017a, b; Waqas et al., 2018). Эти биоперерабатывающие заводы могут сыграть важную роль в сокращении загрязнения окружающей среды отходами и выбросов парниковых газов.Кроме того, они приносят существенные экономические выгоды и могут помочь в достижении экономики замкнутого цикла в любой стране.

    Биоперерабатывающий завод на основе пиролиза может быть разработан для обработки ряда отходов биомассы и пластиковых отходов с целью производства жидкого и газового топлива, энергии, биоугля и других более ценных химикатов с использованием комплексного подхода. Комплексный подход помогает достичь максимальных экономических и экологических выгод при минимальном образовании отходов. В биоперерабатывающих заводах на основе пиролиза существует множество проблем и возможностей для улучшения, которые необходимо решать и оптимизировать, чтобы обеспечить максимальную выгоду.Хотя пиролизное масло содержит больше энергии, чем уголь и некоторые другие виды топлива, пиролиз сам по себе является энергоемким процессом, а нефтепродукт требует больше энергии для очистки (Inman, 2012). Это означает, что пиролизное масло может быть не намного лучше обычного дизельного топлива или другого ископаемого топлива с точки зрения выбросов парниковых газов, хотя для подтверждения этого необходимы более подробные исследования баланса массы и энергии в рамках всего процесса. Чтобы преодолеть эти технологические потребности в энергии, могут быть разработаны более передовые технологии с использованием интеграции возобновляемых источников энергии, таких как солнечная или гидроэнергетика, с пиролизными биоперерабатывающими заводами для достижения максимальных экономических и экологических выгод.

    Доступность потоков отходов пластика и биомассы в качестве сырья для биоперерабатывающих заводов, основанных на пиролизе, является еще одной серьезной проблемой, поскольку переработка в настоящее время не очень эффективна, особенно в развивающихся странах. Газы, образующиеся при пиролизе некоторых пластиковых отходов, таких как ПВХ, токсичны, и поэтому технология очистки выбросов пиролиза требует дальнейшего совершенствования для достижения максимальных экологических преимуществ. Пиролизное масло, полученное из различных типов пластика, необходимо значительно очистить перед использованием в любом применении, чтобы обеспечить минимальное воздействие на окружающую среду.Высокое содержание ароматических веществ в пиролизном масле является хорошим, и некоторые ароматические соединения, такие как бензол, толуол и стирол, можно очищать и продавать на уже сложившемся рынке. Однако некоторые ароматические углеводороды являются известными канцерогенами и могут нанести серьезный вред здоровью человека и окружающей среде. Поэтому в этом отношении необходимо серьезное рассмотрение.

    Другие аспекты оптимизации биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза, такие как новые появляющиеся передовые катализаторы, включая нанокатализаторы, должны быть разработаны и применены в процессах пиролиза для повышения качества и выхода продуктов, а также для оптимизации всего процесса.Рынок продуктов биопереработки на основе пиролиза должен быть создан / расширен, чтобы привлечь дополнительный интерес и финансирование, чтобы сделать эту концепцию более практичной и успешной. Точно так же необходимо больше внимания уделять проведению дальнейших исследований и разработок по обогащению концепции биопереработки и раскрытию ее истинного потенциала. Кроме того, очень важно провести подробную оценку экономического и экологического воздействия биоперерабатывающих заводов на стадии проектирования с использованием специализированных инструментов, таких как оценка жизненного цикла (ОЖЦ).LCA может анализировать воздействие биоперерабатывающего завода и всех продуктов на окружающую среду путем проведения подробных энергетических и материальных балансов на всех этапах жизненного цикла, включая добычу и переработку сырья, производство, распределение продуктов, использование, техническое обслуживание и утилизацию / переработку. Результаты LCA помогут определить устойчивость биоперерабатывающих заводов, что имеет решающее значение для принятия правильного решения.

    Выводы

    Каталитический пиролиз — перспективный метод преобразования пластиковых отходов в жидкое масло и другие продукты с добавленной стоимостью с использованием катализатора на основе модифицированного природного цеолита (NZ).Модификация катализаторов NZ была проведена с помощью новой термической (ТА) и кислотной (АК) активации, которая улучшила их каталитические свойства. Каталитический пиролиз PS дал наибольшее количество жидкой нефти (70 и 60%) по сравнению с PP (40 и 54%) и PE (40 и 42%) с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ соответственно. Химический состав пиролизного масла был проанализирован с помощью ГХ-МС, и было обнаружено, что большая часть жидкого масла дает высокое содержание ароматических веществ с некоторыми алифатическими и другими углеводородными соединениями.Эти результаты были дополнительно подтверждены анализом FT-IR, показывающим четкие пики, соответствующие ароматическим и другим углеводородным функциональным группам. Кроме того, жидкое масло, полученное из различных типов пластиковых отходов, имело более высокую теплотворную способность (HHV) в диапазоне 41,7–44,2 МДж / кг, как и у обычного дизельного топлива. Следовательно, он имеет потенциал для использования в различных энергетических и транспортных приложениях после дальнейшей обработки и очистки. Данное исследование является шагом к развитию биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза.Биоперерабатывающие заводы обладают огромным потенциалом для преобразования отходов в энергию и другие ценные продукты и могут помочь в достижении экономики замкнутого цикла. Однако, как обсуждалось выше, существует множество технических, эксплуатационных и социально-экономических проблем, которые необходимо преодолеть для достижения максимальных экономических и экологических выгод от биоперерабатывающих заводов.

    Доступность данных

    Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в рукопись и / или дополнительные файлы.

    Авторские взносы

    RM провел эксперименты по пиролизу и помог в написании рукописи.HK, JD, JG и AH провели подробную характеристику продуктов процесса. MR и ASA проанализировали данные и письменные части рукописи. MAB, MR и A-SN исправили и отредактировали рукопись. ASA и IMII поддержали проект финансово и технически.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    MR и A-SN выражают признательность Центру передового опыта в области экологических исследований (CEES), Университету короля Абдель Азиза (KAU), Джидда, штат Калифорния, и Министерству образования штата Калифорния за финансовую поддержку в рамках гранта № 2 / S / 1438. Авторы также благодарны деканату научных исследований (DSR) КАУ за финансовую и техническую поддержку ОЕЭП.

    Список литературы

    Аднан А., Шах Дж. И Ян М. Р. (2014). Исследования разложения полистирола с использованием катализаторов на медной основе. J. Anal. Прил. Пирол . 109, 196–204. DOI: 10.1016 / j.jaap.2014.06.013

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Агуадо, Дж., Сотело, Дж. Л., Серрано, Д. П., Каллес, Дж. А. и Эскола, Дж. М. (1997). Каталитическая конверсия полиолефинов в жидкое топливо на MCM-41: сравнение с ZSM-5 и аморфным SiO2 – Al 2 O 3 . Ener топливо 11, 1225–1231. DOI: 10.1021 / ef970055v

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Александра, Л.С. (2012). Твердые бытовые отходы: превращение проблемы в ресурсные отходы: проблемы, с которыми сталкиваются развивающиеся страны, специалист по городскому хозяйству . Всемирный банк. 2–4 стр.

    Батул, М., Шах, А. Т., Имран Дин, М., и Ли, Б. (2016). Каталитический пиролиз полиэтилена низкой плотности с использованием инкапсулированных цетилтриметиламмониевых моновакантных блоков кеггина и ZSM-5. J. Chem. 2016: 2857162. DOI: 10.1155 / 2016/2857162

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Бернандо, М.(2011). «Физико-химические характеристики углей, образующихся при совместном пиролизе отходов, и возможные пути повышения ценности», в Chemical Engineering (Лиссабон: Universidade Nova de Lisboa), 27–36.

    Бхаскар, Т., Канеко, Дж., Муто, А., Саката, Ю., Якаб, Э., Мацуи, Т. и др. (2004). Исследования пиролиза пластиков PP / PE / PS / PVC / HIPS-Br, смешанных с ПЭТ, и дегалогенирование (Br, Cl) жидких продуктов. J. Anal. Прил. Пиролиз 72, 27–33. DOI: 10.1016 / j.jaap.2004.01.005

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чандрасекаран С. Р., Кунвар Б., Мозер Б. Р., Раджагопалан Н. и Шарма Б. К. (2015). Каталитический термический крекинг пластмассовых отходов постпотребительского производства с получением топлива. 1. Кинетика и оптимизация. Energy Fuels 29, 6068–6077. DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.5b01083

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Куллис, К. Ф., и Хиршлер, М. М. (1981). Горение органических полимеров. Т.5. Лондон: Издательство Оксфордского университета.

    Давуд А. и Миура К. (2002). Каталитический пиролиз c-облученного полипропилена (PP) над HY-цеолитом для повышения реакционной способности и селективности продукта. Polym. Деграда. Укол . 76, 45–52. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00264-6

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Де Вильд, П. Дж., Хейджген, В. Дж., И Госселинк, Р. Дж. (2014). Пиролиз лигнина для рентабельных лигноцеллюлозных биоперерабатывающих заводов. Биотопливо Биопрод.Биорефайнинг 8, 645–657. DOI: 10.1002 / bbb.1474

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Демирбас А. (2004). Пиролиз муниципальных пластиковых отходов для утилизации углеводородов бензиновой марки. J. Anal. Прил. Пиролиз 72, 97–102. DOI: 10.1016 / j.jaap.2004.03.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Димитров, Н., Крехула, Л. К., Сирокич, А. П., и Хрняк-Мургич, З. (2013). Анализ переработанных бутылок из ПЭТ методом пиролизно-газовой хроматографии. Polym. Деграда. Stab. 98, 972–979. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2013.02.013

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Dziecioł, M., и Trzeszczynski, J. (2000). Летучие продукты термической деструкции полиэтилентерефталата в атмосфере азота. J. Appl. Polym. Sci. 77, 1894–1901. DOI: 10.1002 / 1097-4628 (20000829) 77: 9 <1894 :: AID-APP5> 3.0.CO; 2-Y

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фриго, С., Сеггиани, М., Пуччини, М., и Витоло, С. (2014). Производство жидкого топлива путем пиролиза отработанных шин и его использование в дизельном двигателе. Топливо 116, 399–408. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.08.044

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гака П., Джевецка М., Калета В., Козубек Х. и Новинска К. (2008). Каталитическая деструкция полиэтилена на мезопористом молекулярном сите МСМ-41, модифицированном гетерополисоединениями. Польский J. Environ. Stud. 17, 25–35.

    Google Scholar

    Гандиди, И.М., Сусила, М. Д., Мустофа, А., Памбуди, Н. А. (2018). Термико-каталитический крекинг реальных ТБО в био-нефть. J. Energy Inst. 91, 304–310. DOI: 10.1016 / j.joei.2016.11.005

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Gebreslassie, Б. Х., Сливинский, М., Ван, Б., и Ю, Ф. (2013). Оптимизация жизненного цикла для устойчивого проектирования и эксплуатации заводов по биологической переработке углеводородов с помощью быстрого пиролиза, гидроочистки и гидрокрекинга. Comput. Chem. Англ. 50, 71–91.DOI: 10.1016 / j.compchemeng.2012.10.013

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Херас, Ф., Хименес-Кордеро, Д., Гиларранц, М.А., Алонсо-Моралес, Н., и Родригес, Дж. Дж. (2014). Активация полукокса отработанных шин путем циклического жидкофазного окисления. Топливный процесс. Технол . 127, 157–162. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2014.06.018

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Юнг С. Х., Чо М. Х., Канг Б. С. и Ким Дж. С. (2010). Пиролиз фракции отработанного полипропилена и полиэтилена для извлечения ароматических углеводородов БТК с использованием реактора с псевдоожиженным слоем. Топливный процесс. Technol. 91, 277–284. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2009.10.009

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ким, Х. С., Ким, С., Ким, Х. Дж. И Янг, Х. С. (2006). Тепловые свойства полиолефиновых композитов с наполнителем из биомки с различным типом и содержанием компатибилизатора. Thermochim. Acta 451, 181–188. DOI: 10.1016 / j.tca.2006.09.013

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ким, Дж. Р., Юн, Дж. Х. и Пак, Д.W. (2002). Каталитическая переработка смеси полипропилена и полистирола. Polym. Деграда. Stab. 76, 61–67. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00266-X

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Киран, Н., Экинчи, Э., и Снейп, К. Э. (2000). Переработка пластиковых отходов пиролизом. Resour. Консерв. Recycl. 29, 273–283. DOI: 10.1016 / S0921-3449 (00) 00052-5

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кунвар, Б., Мозер, Б. Р., Чандрасекаран, С.Р., Раджагопалан, Н., Шарма, Б. К. (2016). Каталитическая и термическая деполимеризация малоценного бытового полиэтилена высокой плотности. Энергия 111, 884–892. DOI: 10.1016 / j.energy.2016.06.024

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лекомте, Х.А., и Лиггат, Дж. Дж. (2006). Механизм разложения звеньев диэтиленгликоля в терефталатном полимере. Polym. Деграда. Stab. 91, 681–689. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2005.05.028

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ли, К.Х. (2012). Влияние типов цеолитов на каталитическую очистку воскового масла пиролиза. J. Anal. Прил. Пирол . 94, 209–214. DOI: 10.1016 / j.jaap.2011.12.015

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ли С., Йошида К. и Йошикава К. (2015). Применение отработанного пластикового пиролизного масла в дизельном двигателе с прямым впрыском: Для небольшой несетевой электрификации. Energy Environ. Res . 5:18. DOI: 10.5539 / eer.v5n1p18

    CrossRef Полный текст

    Ли, С.Ю., Юн, Дж. Х., Ким, Дж. Р. и Пак, Д. У. (2001). Каталитическая деструкция полистирола над природным клиноптилолитовым цеолитом. Polym. Деграда. Stab. 74, 297–305. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00162-8

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лин, Ю. Х., Янг, М. Х., Йе, Т. Ф., и Гер, М. Д. (2004). Каталитическое разложение полиэтилена высокой плотности на мезопористых и микропористых катализаторах в реакторе с псевдоожиженным слоем. Polym. Деграда. Stab. 86, 121–128.DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2004.02.015

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лопес, А., Марко д, И., Кабальеро, Б. М., Ларесгоити, М. Ф., Адрадос, А., и Торрес, А. (2011). Пиролиз муниципальных пластиковых отходов II: влияние состава сырья в каталитических условиях. Управление отходами . 31, 1973–1983. DOI: 10.1016 / j.wasman.2011.05.021

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лопес, Г., Олазар, М., Артеткс, М., Амутио, М., Элорди, Дж., И Бильбао, Дж. (2009). Активация паром пиролитического полукокса шин при различных температурах. J. Anal. Прил. Пирол . 85, 539–543. DOI: 10.1016 / j.jaap.2008.11.002

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ma, C., Yu, J., Wang, B., Song, Z., Xiang, J., Hu, S., et al. (2017). Каталитический пиролиз огнестойкого ударопрочного полистирола на различных твердых кислотных катализаторах. Топливный процесс. Technol. 155, 32–41. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2016.01.018

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Марсилла, А., Бельтран, М. И., Эрнандес, Ф., и Наварро, Р. (2004). Дезактивация HZSM5 и HUSY при каталитическом пиролизе полиэтилена. Заявл. Катал. A Gen. 278, 37–43. DOI: 10.1016 / j.apcata.2004.09.023

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    McNeill, I.C., и Bounekhel, M. (1991). Исследования термической деструкции сложных полиэфиров терефталата: 1. Поли (алкилентерефталаты). Полимерная деградация. Stab. 34, 187–204. DOI: 10.1016 / 0141-3910 (91)

    -C

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Макнил, И.К., Зульфикар М. и Кусар Т. (1990). Подробное исследование продуктов термической деструкции полистирола. Polym. Деграда. Stab. 28, 131–151. DOI: 10.1016 / 0141-3910 (90)

    -O

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миандад Р., Баракат М. А., Абуриазаиза А. С., Рехан М., Исмаил И. М. И. и Низами А. С. (2017b). Влияние видов пластиковых отходов на жидкое пиролизное масло. Внутр. Биодетериор. Биодеград . 119, 239–252. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2016.09.017

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миандад Р., Баракат М. А., Абуриазаиза А. С., Рехан М. и Низами А. С. (2016a). Каталитический пиролиз пластиковых отходов: обзор. Process Safety Environ. Защитить . 102, 822–838. DOI: 10.1016 / j.psep.2016.06.022

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миандад Р., Баракат М. А., Рехан М., Абуриазаиза А. С., Исмаил И. М. И. и Низами А. С. (2017a). Пластмассовые отходы превращаются в жидкое масло путем каталитического пиролиза с использованием природных и синтетических цеолитных катализаторов. Waste Manag. 69, 66–78. DOI: 10.1016 / j.wasman.2017.08.032

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миандад Р., Кумар Р., Баракат М. А., Башир К., Абуриазаиза А. С., Низами А. С. и др. (2018). Неиспользованное преобразование пластиковых отходов в углеродно-металлические LDO для адсорбции конго красного. J Colloid Interface Sci. 511, 402–410. DOI: 10.1016 / j.jcis.2017.10.029

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миандад, Р., Низами, А.С., Рехан, М., Баракат, М.А., Хан, М.И., Мустафа, А. и др. (2016b). Влияние температуры и времени реакции на конверсию отходов полистирола в жидкое пиролизное масло. Управление отходами . 58, 250–259. DOI: 10.1016 / j.wasman.2016.09.023

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миандад Р., Рехан М., Низами А. С., Баракат М. А. Э. Ф. и Исмаил И. М. (2016c). «Энергия и продукты с добавленной стоимостью от пиролиза пластиковых отходов», в Переработка твердых отходов для производства биотоплива и биохимических веществ , ред.П. Картикеян, К. Х. Субраманиан, С. Мутху (Сингапур: Springer), 333–355.

    Google Scholar

    Miskolczi, N., Bartha, L., and Deak, G. (2006). Термическое разложение полиэтилена и полистирола в упаковочной промышленности на различных катализаторах до топливоподобного сырья. Polym. Деграда. Укол . 91, 517–526. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2005.01.056

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мукерджи, М.К., и Тамотаран, П.С. (2014). Испытания на производительность и выбросы нескольких смесей отработанного пластикового масла с дизельным топливом и этанолом на четырехтактном двухцилиндровом дизельном двигателе. IOSR J. Mech. Гражданский Eng . 11, 2278–1684. DOI: 10.9790 / 1684-11214751

    CrossRef Полный текст

    Нилешкумар, К. Д., Яни, Р. Дж., Патель, Т. М., и Ратод, Г. П. (2015). Влияние смеси пластикового пиролизного масла и дизельного топлива на производительность одноцилиндрового двигателя CI. Внутр. J. Sci. Technol. Eng .1, 2349–2784.

    Google Scholar

    Низами А.С., Оуда О.К.М., Рехан М., Эль-Маграби А.М.О., Гарди Дж., Хассанпур А. и др. (2016). Потенциал природных цеолитов Саудовской Аравии в технологиях рекуперации энергии. Энергия 108, 162–171. DOI: 10.1016 / j.energy.2015.07.030

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Низами А. С., Рехан М., Вакас М., Накви М., Оуда О. К. М., Шахзад К. и др. (2017a). Заводы по переработке отходов: создание возможностей для экономики замкнутого цикла в развивающихся странах. Биоресурсы. Technol. 241, 1101–1117. DOI: 10.1016 / j.biortech.2017.05.097

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Низами, А.С., Шахзад, К., Рехан, М., Оуда, О.К.М., Хан, М.З., Исмаил, И.М.И. и др. (2017b). Создание завода по переработке отходов в Макке: путь вперед в преобразовании городских отходов в возобновляемые источники энергии. Заявл. Энергия . 186, 189–196. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.04.116

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Обали, З., Сезги, Н. А., Догу, Т. (2012). Каталитическое разложение полипропилена на мезопористых катализаторах, содержащих оксид алюминия. Chem. Англ. J . 207, 421–425. DOI: 10.1016 / j.cej.2012.06.146

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Огава Т., Куроки Т., Идэ С. и Икемура Т. (1982). Восстановление производных индана из отходов полистирола. J. Appl. Polym. Sci. 27, 857–869. DOI: 10.1002 / app.1982.070270306

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Панда, А.К. и Сингх Р. К. (2013). Экспериментальная оптимизация процесса термокаталитического разложения отработанного полипропилена до жидкого топлива. Adv. Энергия Eng . 1, 74–84.

    Google Scholar

    Петерсон, Дж. Д., Вязовкин, С., и Уайт, К. А. (2001). Кинетика термической и термоокислительной деструкции полистирола, полиэтилена и полипропилена. Macromol. Chem. Phys. 202, 775–784. DOI: 10.1002 / 1521-3935 (20010301) 202: 6 <775 :: AID-MACP775> 3.0.CO; 2-G

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рамли М. Р., Осман М. Б. Х., Арифин А. и Ахмад З. (2011). Сшитая сеть полидиметилсилоксана посредством механизмов присоединения и конденсации (RTV). Часть I: синтез и термические свойства. Polym. Деграда. Укол . 96, 2064–2070. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2011.10.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ратнасари Д. К., Нахил М. А. и Уильямс П. Т. (2017). Каталитический пиролиз пластиковых отходов с использованием ступенчатого катализа для производства углеводородных масел бензинового ряда. J. Anal. Прил. Пиролиз 124, 631–637. DOI: 10.1016 / j.jaap.2016.12.027

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рехан, М., Миандад, Р., Баракат, М. А., Исмаил, И. М. И., Альмилби, Т., Гарди, Дж. И др. (2017). Влияние цеолитных катализаторов на жидкое масло пиролиза. Внутр. Биодетериор. Биодеград. 119, 162–175. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2016.11.015

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рехан, М., Низами, А.С., Шахзад, К., Оуда, О.К. М., Исмаил, И. М. И., Алмилби, Т. и др. (2016). Пиролитическое жидкое топливо: источник возобновляемой энергии в Мекке. Источники энергии A 38, 2598–2603. DOI: 10.1080 / 15567036.2016.1153753

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Rizzarelli, P., Rapisarda, M., Perna, S., Mirabella, E.F., La Carta, S., Puglisi, C., et al. (2016). Определение полиэтилена в смесях биоразлагаемых полимеров и в компостируемых мешках-носителях методами Py-GC / MS и TGA. J. Anal. Прил.Пиролиз 117,72–81. DOI: 10.1016 / j.jaap.2015.12.014

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Саптоади, Х., Пратама, Н. Н. (2015). Использование отработанного масла из пластмассы в качестве частичного заменителя керосина в кухонных плитах под давлением. Внутр. J. Environ. Sci. Dev . 6, 363–368. DOI: 10.7763 / IJESD.2015.V6.619

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Саркер М., Рашид М. М. (2013). Отработанная смесь пластиков из полистирола и полипропилена в легкое топливо с использованием катализатора Fe2O3. Внутр. J. Renew. Energy Technol. Res . 2, 17–28.

    Google Scholar

    Со, Й. Х., Ли, К. Х. и Шин, Д. Х. (2003). Исследование каталитической деструкции полиэтилена высокой плотности методом анализа углеводородных групп. J. Anal. Прил. Пирол . 70, 383–398. DOI: 10.1016 / S0165-2370 (02) 00186-9

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Серрано Д. П., Агуадо Дж. И Эскола Дж. М. (2000). Каталитическая конверсия полистирола над HMCM-41, HZSM-5 и аморфным SiO 2 –Al 2 O 3 : сравнение с термическим крекингом. Заявл. Катал. B: Окружающая среда. 25, 181–189. DOI: 10.1016 / S0926-3373 (99) 00130-7

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Серрано Д. П., Агуадо Дж. И Эскола Дж. М. (2012). Разработка передовых катализаторов для переработки полиолефиновых пластмассовых отходов в топливо и химические вещества. ACS Catal. 2, 1924–1941. DOI: 10.1021 / cs3003403

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шах Дж. И Ян М. Р. (2015). Влияние полиэтилентерефталата на каталитический пиролиз полистирола: Исследование жидких продуктов. J. Taiwan Inst. Chem. Англ. 51, 96–102. DOI: 10.1016 / j.jtice.2015.01.015

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сиддики, М. Н., и Редви, Х. Х. (2009). Пиролиз смешанных пластиков для восстановления полезных продуктов. Топливный процесс. Technol. 90, 545–552. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2009.01.003

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шрининси В., Саэроджи М. Г., Трисунарьянти В., Армунанто Р. и Фалах И. И. (2014).Производство топлива из пластиковых отходов ПВД на природном цеолите на основе металлов Ni, Ni-Mo, Co и Co-Mo. Proc. Environ. Sci. 20, 215–224. DOI: 10.1016 / j.proenv.2014.03.028

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Syamsiro, M., Cheng, S., Hu, W., Saptoadi, H., Pratama, N. N., Trisunaryanti, W., et al. (2014). Жидкое и газообразное топливо из пластиковых отходов путем последовательного пиролиза и каталитического риформинга на природных цеолитных катализаторах Индонезии. Waste Technol. 2, 44–51. DOI: 10.12777 / Wastech.2.2.44-51

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Текин, К., Акалин, М. К., Кади, К., и Карагез, С. (2012). Каталитическое разложение отработанного полипропилена пиролизом. Дж. Энергия Инс . 85, 150–155. DOI: 10.1179 / 1743967112Z.00000000029

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тилакаратне, Р., Тессонье, Дж. П., и Браун, Р. К. (2016). Превращение метокси- и гидроксильных функциональных групп фенольных мономеров над цеолитами. Green Chem. 18, 2231–2239. DOI: 10.1039 / c5gc02548f

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Уэмичи Ю., Хаттори М., Ито Т., Накамура Дж. И Сугиока М. (1998). Поведение дезактивации цеолита и катализаторов кремнезема-оксида алюминия при разложении полиэтилена. Ind. Eng. Chem. Res. 37, 867–872. DOI: 10.1021 / ie970605c

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Уэмичи, Ю., Накамура, Дж., Ито, Т., Сугиока, М., Гарфорт, А.А. и Дуайер Дж. (1999). Превращение полиэтилена в бензиновые топлива путем двухступенчатой ​​каталитической деградации с использованием диоксида кремния – оксида алюминия и цеолита HZSM-5. Ind. Eng. Chem. Res. 38, 385–390. DOI: 10.1021 / ie980341 +

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Укей, Х., Хиросе, Т., Хорикава, С., Такаи, Ю., Така, М., Адзума, Н. и др. (2000). Каталитическое разложение полистирола на стирол и конструкция пригодного для повторного использования полистирола с диспергированными катализаторами. Catal.Сегодня 62, 67–75. DOI: 10.1016 / S0920-5861 (00) 00409-0

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вакас М., Рехан М., Абуриазаиза А. С. и Низами А. С. (2018). «Глава 17 — Биопереработка сточных вод на основе микробной электролизной ячейки: возможности и проблемы», в прогрессе и последние тенденции в микробных топливных элементах , ред. К. Датта и П. Кунду (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Elsevier Inc.), 347 –374. DOI: 10.1016 / B978-0-444-64017-8.00017-8

    CrossRef Полный текст

    Уильямс, П.Т. (2006). «Выход и состав газов и масел / парафинов от переработки отходов пластика». In Feeds Tock Recycling и пиролиз пластиковых отходов: преобразование пластиковых отходов в дизельное топливо и другое топливо , ред. Дж. Шейрс и В. Камински (Западный Суссекс: John Wiley & Sons Press), 285–309.

    Google Scholar

    Ву, К., и Уильямс, П. Т. (2010). Пиролиз – газификация пластмасс, смешанных пластмасс и реальных пластиковых отходов с катализатором Ni – Mg – Al и без него. Топливо 89, 3022–3032. DOI: 10.1016 / j.fuel.2010.05.032

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ву, Дж., Чен, Т., Луо, X., Хан, Д., Ван, З., и Ву, Дж. (2014). TG / FTIR-анализ поведения при совместном пиролизе PE, PVC и PS. Waste Manag. 34, 676–682. DOI: 10.1016 / j.wasman.2013.12.005

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сюэ, Ю., Джонстон, П., и Бай, X. (2017). Влияние режима контакта катализатора и газовой атмосферы при каталитическом пиролизе пластиковых отходов. Energy Conv. Manag. 142, 441–451. DOI: 10.1016 / j.enconman.2017.03.071

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Йошиока, Т., Грауз, Г., Эгер, К., Камински, В., и Окуваки, А. (2004). Пиролиз полиэтилентерефталата в установке с псевдоожиженным слоем. Polym. Деграда. Stab. 86, 499–504. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2004.06.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Zeaiter, J. (2014). Исследование процесса пиролиза отходов полиэтилена. Топливо 133, 276–282. DOI: 10.1016 / j.fuel.2014.05.028

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пиролиз — Повторная публикация в Википедии // WIKI 2

    Термическое разложение материалов при повышенных температурах в инертной атмосфере

    Горящие куски дерева с изображением различных стадий пиролиза, за которым следует окислительное горение.

    Процесс пиролиза (или удаление летучих веществ) представляет собой термическое разложение материалов при повышенных температурах в инертной атмосфере. [1] Это связано с изменением химического состава. Слово образовано от производных от греков элементов pyro, «огонь» и lysis, «разделяющий».

    Пиролиз чаще всего используется при обработке органических материалов. Это один из процессов обугливания древесины. [2] Как правило, при пиролизе органических веществ образуются летучие продукты и остается полукокс — твердый, богатый углеродом остаток. Экстремальный пиролиз, при котором в качестве остатка остается углерод, называется карбонизацией.Пиролиз считается первым этапом процессов газификации или сгорания. [3] [4]

    Этот процесс широко используется в химической промышленности, например, для производства этилена, многих форм углерода и других химикатов из нефти, угля и даже древесины, для производства кокса из каменный уголь. Он также используется для преобразования природного газа (в первую очередь метана) в экологически чистый водородный газ и экологически чистый твердый углеродный уголь, инициируя производство в промышленных объемах. [5] Пиролиз с желанием превратить биомассу в синтез-газ и биоуголь, пластмассовые отходы обратно в пригодное для использования масло или отходы в безопасные для утилизации вещества.

    Энциклопедия YouTube

    • 1/5

      Просмотры:

      1196

      727 184

      334 420

      206 504

      8 016

    • Химическая переработка пластиковых отходов — Пиролиз и последующая переработка пиролизных масел

    • Процесс пиролиза биомассы

    • Как пластиковые отходы превращаются в топливо | Пластиковый пиролиз | Карти объясняет

    • Термохимическое преобразование биомассы в биотопливо путем пиролиза

    • Пиролиз метана: как получить чистый водород для химической промышленности?

    Содержание

    Терминология

    Пиролиз — это один из различных типов процессов химического разложения, которые происходят при более высоких температурах (выше точки кипения воды или других растворителей).Он отличается от других процессов, таких как горение и гидролиз, тем, что обычно не требует добавления других реагентов, таких как кислород (O 2 , при сгорании) или воды (при гидролизе). [6] При пиролизе образуются твердые вещества (полукокс), конденсируемые жидкости (гудрон) и неконденсирующиеся / постоянные газы. [7] [8] [9] [10]

    Виды пиролиза

    При полном пиролизе органического вещества обычно остается твердый остаток, состоящий в основном из элементарного углерода; тогда процесс называется карбонизацией.Более конкретные случаи пиролиза включают:

    • пиролиз метана в присутствии каталитических расплавов металлов для прямого превращения метана в экологически чистое водородное топливо и отделяемый твердый углерод
    • водный пиролиз в присутствии перегретой воды или водяного пара с образованием водорода, а также значительного количества атмосферного углекислого газа, также используемого в нефтепереработке
    • сухая перегонка, как и при первоначальном производстве серной кислоты из сульфатов
    • деструктивная перегонка, как при производстве древесного угля, кокса и активированного угля
    • карамелизация сахаров
    • высокотемпературные процессы приготовления, такие как жарка, жарка, поджаривание и гриль
    • сжигание древесного угля, производство древесного угля
    • Производство гудрона пиролизом древесины в печах для обжига гудрона
    • крекинг более тяжелых углеводородов на более легкие, как в нефтепереработке
    • термическая деполимеризация, при которой пластмассы и другие полимеры расщепляются на мономеры и олигомеры
    • керамизация [11] , включающая формирование полимерной керамики из прекерамических полимеров в инертной атмосфере
    • катагенез, естественное преобразование захороненного органического вещества в ископаемое топливо и
    • мгновенный вакуумный пиролиз, используемый в органическом синтезе.

    Общие процессы и механизмы

    Процессы термического разложения органических веществ при атмосферном давлении.

    Пиролиз обычно заключается в нагревании материала выше его температуры разложения, разрывая химические связи в его молекулах. Фрагменты обычно становятся более мелкими молекулами, но могут объединяться с образованием остатков с большей молекулярной массой, даже аморфных ковалентных твердых веществ.

    Во многих случаях может присутствовать некоторое количество кислорода, воды или других веществ, так что могут происходить горение, гидролиз или другие химические процессы, помимо собственно пиролиза.Иногда эти химические вещества добавляются намеренно, например, при сжигании дров, при традиционном производстве древесного угля или при паровом крекинге сырой нефти.

    И наоборот, исходный материал можно нагревать в вакууме или в инертной атмосфере, чтобы избежать химических побочных реакций (таких как горение или гидролиз). Пиролиз в вакууме также снижает температуру кипения побочных продуктов, улучшая их извлечение.

    Когда органическое вещество нагревается при повышающихся температурах в открытых контейнерах, обычно происходят следующие процессы в последовательных или перекрывающихся стадиях:

    • При температуре ниже 100 ° C летучие вещества, в том числе немного воды, испаряются.Термочувствительные вещества, такие как витамин С и белки, могут частично измениться или разложиться уже на этой стадии.
    • При температуре около 100 ° C или немного выше любая оставшаяся вода, которая просто абсорбируется материалом, удаляется. Этот процесс потребляет много энергии, поэтому температура может перестать расти, пока вся вода не испарится. Вода, заключенная в кристаллической структуре гидратов, может отрываться при несколько более высоких температурах.
    • Некоторые твердые вещества, например жиры, воск и сахар, могут плавиться и расслаиваться.
    • Между 100 и 500 ° C распадаются многие обычные органические молекулы. Большинство сахаров начинают разлагаться при 160–180 ° C. Целлюлоза, основной компонент древесины, бумаги и хлопчатобумажных тканей, разлагается при температуре около 350 ° C. [3] Лигнин, еще один важный компонент древесины, начинает разлагаться примерно при 350 ° C, но продолжает выделять летучие продукты до 500 ° C. [3] Продукты разложения обычно включают воду, монооксид углерода CO и / или диоксид углерода CO
      2, а также большое количество органических соединений. [4] [12] Газы и летучие продукты покидают образец, и некоторые из них могут снова конденсироваться в виде дыма. Как правило, этот процесс также поглощает энергию. Некоторые летучие вещества могут воспламениться и загореться, образуя видимое пламя. Нелетучие остатки обычно становятся богаче углеродом и образуют большие неупорядоченные молекулы с цветом от коричневого до черного. В этот момент считается, что вещество «обуглено» или «карбонизировано».
    • При 200–300 ° C, если не исключен кислород, углеродистый остаток может начать гореть в результате сильно экзотермической реакции, часто при отсутствии или слабом видимом пламени.Как только начинается горение углерода, температура самопроизвольно повышается, превращая остаток в тлеющий тлеющий уголь и выделяя углекислый газ и / или монооксид. На этой стадии часть азота, все еще остающегося в остатке, может быть окислена до оксидов азота, таких как NO
      2 и N
      2O
      3. Сера и другие элементы, такие как хлор и мышьяк, могут окисляться и улетучиваться на этой стадии.
    • После завершения сгорания углеродистого остатка часто остается порошкообразный или твердый минеральный остаток (зола), состоящий из неорганических окисленных материалов с высокой температурой плавления.Часть золы могла остаться во время сгорания, увлеченная газами в виде летучей золы или твердых частиц. Металлы, присутствующие в исходном веществе, обычно остаются в золе в виде оксидов или карбонатов, таких как поташ. Фосфор из таких материалов, как кость, фосфолипиды и нуклеиновые кислоты, обычно остается в виде фосфатов.

    Возникновение и использование

    Кулинария

    Пицца пиролизованная, почти полностью карбонизированная.

    Пиролиз имеет множество применений в приготовлении пищи. [13] Карамелизация — это пиролиз сахаров в пище (часто после того, как сахара были произведены в результате расщепления полисахаридов). Пища становится коричневой и меняет вкус. Отличительные ароматы используются во многих блюдах; например, карамелизованный лук используется во французском луковом супе. [14] [15] Температуры, необходимые для карамелизации, лежат выше точки кипения воды. [14] Масло для жарки может легко подняться выше точки кипения. Если накрыть сковороду крышкой, вода останется в ней, и часть ее снова конденсируется, что позволяет дольше сохранять температуру слишком холодной, чтобы подрумяниться.

    Пиролиз пищи также может быть нежелательным, например, при обугливании сгоревшей пищи (при температурах, слишком низких для окислительного горения углерода, чтобы вызвать пламя и сжечь пищу до пепла).

    Кокс, углерод, древесный уголь и гарь

    Углерод и богатые углеродом материалы обладают желаемыми свойствами, но они не летучие даже при высоких температурах. Следовательно, пиролиз используется для производства многих видов углерода; их можно использовать в качестве топлива, в качестве реагентов в сталеплавильном производстве (кокс) и в качестве конструкционных материалов.

    Древесный уголь — менее дымное топливо, чем пиролизованная древесина). [16] В некоторых городах запрещены или запрещены лесные пожары; когда жители используют только древесный уголь (и каменный уголь с аналогичной обработкой, называемый кокс ), загрязнение воздуха значительно снижается. В городах, где обычно не готовят и не топят на кострах, в этом нет необходимости. В середине 20-го века европейское законодательство о бездымном действии требовало более чистых технологий сжигания, таких как коксовое топливо [17] и дымовые установки для сжигания топлива [18] , в качестве эффективных мер по снижению загрязнения воздуха [17]

    Кузнечная кузница с вентилятором, прогоняющим воздух через слой топлива, чтобы повысить температуру огня.На периферии уголь подвергается пиролизу, поглощая тепло; кокс в центре — это почти чистый углерод, который выделяет много тепла, когда углерод окисляется.

    Типичные органические продукты, полученные пиролизом угля (X = CH, N).

    Процесс коксования или «коксования» состоит из нагрева материала в «коксовых печах» до очень высоких температур (до 900 ° C или 1700 ° F), так что эти молекулы распадаются на более легкие летучие вещества, которые покидают сосуд и пористый, но твердый остаток, состоящий в основном из углерода и неорганической золы.Количество летучих варьируется в зависимости от исходного материала, но обычно составляет 25–30% от его веса. Высокотемпературный пиролиз используется в промышленных масштабах для превращения угля в кокс. Это полезно в металлургии, где более высокие температуры необходимы для многих процессов, таких как выплавка стали. Также часто используются летучие побочные продукты этого процесса, включая бензол и пиридин. [19] Кокс можно также получить из твердого остатка, оставшегося от нефтепереработки.

    Исходная сосудистая структура древесины и поры, образованные выходящими газами, объединяются, образуя легкий и пористый материал.Начав с плотного древесно-подобного материала, такого как скорлупа орехов или персиковые косточки, можно получить древесный уголь с особенно мелкими порами (и, следовательно, с гораздо большей площадью поверхности пор), называемый активированным углем, который используется в качестве адсорбента для широкий спектр химических веществ.

    Biochar — это остаток неполного органического пиролиза, например, от пожаров при приготовлении пищи. Они являются ключевым компонентом почв terra preta, связанных с древними коренными сообществами бассейна Амазонки. [20] Terra preta пользуется большим спросом у местных фермеров за ее превосходное плодородие и способность поддерживать и поддерживать улучшенный набор полезной микробиоты по сравнению с типичной красной почвой этого региона.Предпринимаются попытки воссоздать эти почвы с помощью биоугля, твердого остатка пиролиза различных материалов, в основном органических отходов.

    Углеродные волокна, полученные путем пиролиза шелкового кокона. Электронная микрофотография, масштабная линейка внизу слева показывает 100 мкм.

    Углеродные волокна — это углеродные волокна, которые можно использовать для изготовления очень прочной пряжи и тканей. Изделия из углеродного волокна часто производятся путем прядения и плетения желаемого изделия из волокон подходящего полимера с последующим пиролизом материала при высокой температуре (от 1 500–3 000 ° C или 2 730–5 430 ° F).Первые углеродные волокна были сделаны из искусственного шелка, но полиакрилонитрил стал наиболее распространенным исходным материалом. Для своих первых работающих электрических ламп Джозеф Уилсон Свон и Томас Эдисон использовали углеродные нити, полученные пиролизом хлопковой пряжи и бамбуковых осколков соответственно.

    Пиролиз — это реакция, используемая для покрытия предварительно сформованной подложки слоем пиролитического углерода. Обычно это делается в реакторе с псевдоожиженным слоем, нагретом до 1000–2000 ° C или 1830–3 630 ° F. Покрытия из пиролитического углерода используются во многих областях, включая искусственные клапаны сердца. [21]

    Жидкое и газообразное биотопливо

    Пиролиз является основой нескольких методов производства топлива из биомассы, то есть лигноцеллюлозной биомассы. [22] Культуры, изученные в качестве сырья биомассы для пиролиза, включают коренные североамериканские прерийные травы, такие как просо , просо , и выведенные варианты других трав, таких как Miscantheus giganteus . Другие источники органических веществ в качестве сырья для пиролиза включают зеленые отходы, опилки, древесные отходы, листья, овощи, ореховую скорлупу, солому, хлопковые отходы, рисовую шелуху и апельсиновые корки. [3] Отходы животных, включая птичий помет, молочный навоз и, возможно, другие навозы, также находятся на стадии оценки. Некоторые промышленные побочные продукты также являются подходящим сырьем, включая бумажный шлам, зерно дистилляторов, [23] и осадок сточных вод. [24]

    В компонентах биомассы пиролиз гемицеллюлозы происходит между 210 и 310 ° C. [3] Пиролиз целлюлозы начинается при 300–315 ° C и заканчивается при 360–380 ° C с пиком при 342–354 ° C. [3] Лигнин начинает разлагаться примерно при 200 ° C и продолжается до 1000 ° C. [25]

    Синтетическое дизельное топливо путем пиролиза органических материалов еще не является экономически конкурентоспособным. [26] Более высокая эффективность иногда достигается с помощью мгновенного пиролиза , при котором тонко измельченное сырье быстро нагревается до температуры от 350 до 500 ° C (660 и 930 ° F) менее чем за две секунды.

    Синтез-газ обычно получают пиролизом. [13]

    Низкое качество масел, полученных путем пиролиза, можно улучшить с помощью физических и химических процессов, [27] , которые могут увеличить производственные затраты, но могут иметь экономический смысл при изменении обстоятельств.

    Существует также возможность интеграции с другими процессами, такими как механическая биологическая очистка и анаэробное сбраживание. [28] Быстрый пиролиз также исследуется для преобразования биомассы. [29] Топливное биомасло также можно производить путем водного пиролиза.

    Пиролиз метана для получения водорода

    Иллюстрирует входы и выходы пиролиза метана, эффективного одностадийного процесса производства водорода и отсутствия парниковых газов

    Пиролиз метана [30] — это экологически чистый промышленный процесс производства «бирюзового» водорода из метана путем удаления твердого углерода из природного газа.Этот одностадийный процесс производит экологически чистый водород в больших объемах по низкой цене (меньше, чем паровой риформинг с улавливанием углерода). Только вода выделяется, когда водород используется в качестве топлива для перевозки тяжелых электрических грузовиков на топливных элементах, [31] [32] [33] [34] [35] Производство электроэнергии на газовых турбинах , [36] [37] и водород для промышленных процессов, включая производство аммиачных удобрений и цемента. [38] [39] Пиролиз метана — это процесс, работающий при температуре около 1065 ° C для получения водорода из природного газа, который позволяет легко удалять углерод (твердый экологически чистый углерод является побочным продуктом процесса). [40] [41] Затем твердый углерод промышленного качества может быть продан или захоронен и не выбрасывается в атмосферу, без выбросов парниковых газов (ПГ), без загрязнения грунтовых вод на свалках. Объемы производства оцениваются на экспериментальной установке BASF «Пиролиз метана в масштабе», [42] , группа инженеров-химиков Калифорнийского университета — Санта-Барбара [43] и в таких исследовательских лабораториях, как Karlsruhe Liquid-metal Laboratory ( КАЛЛА). [44] Мощность, потребляемая технологическим теплом, составляет лишь одну седьмую от мощности, потребляемой в методе электролиза воды для производства водорода. [45]

    Этилен

    Пиролиз используется для производства этилена, химического соединения, производимого в самых крупных промышленных масштабах (> 110 миллионов тонн в год в 2005 году). В этом процессе углеводороды из нефти нагреваются примерно до 600 ° C (1112 ° F) в присутствии пара; это называется паровым крекингом. Полученный этилен используется для производства антифриза (этиленгликоль), ПВХ (через винилхлорид) и многих других полимеров, таких как полиэтилен и полистирол. [46]

    Полупроводники

    Процесс парофазной эпитаксии металлоорганических соединений (MOCVD) включает пиролиз летучих металлоорганических соединений с образованием полупроводников, твердых покрытий и других применимых материалов. Реакции влекут за собой термическое разложение прекурсоров с отложением неорганического компонента и выделением углеводородов в виде газообразных отходов. Поскольку это осаждение атом за атомом, эти атомы организуются в кристаллы, образуя объемный полупроводник.Кремниевая стружка производится пиролизом силана:

    SiH 4 → Si + 2 H 2 .

    Арсенид галлия, другой полупроводник, образуется при совместном пиролизе триметилгаллия и арсина.

    Управление отходами

    Пиролиз также может использоваться для обработки твердых бытовых отходов и пластиковых отходов. [4] [12] [47] Основным преимуществом является уменьшение объема отходов. В принципе, пиролиз будет регенерировать мономеры (предшественники) в полимеры, которые обрабатываются, но на практике этот процесс не является ни чистым, ни экономически конкурентоспособным источником мономеров. [48] [49] [50]

    Пиролиз шин является хорошо разработанной технологией в сфере обращения с отходами шин. [51] Другие продукты пиролиза автомобильных шин включают стальную проволоку, технический углерод и битум. [52] Область сталкивается с законодательными, экономическими и маркетинговыми препятствиями. [53] Нефть, полученная в результате пиролиза резины шин, содержит высокое содержание серы, что придает ей высокий потенциал в качестве загрязнителя, и ее следует обессеривать. [54] [55]

    Щелочной пиролиз осадка сточных вод при низкой температуре 500 ° C может улучшить производство H 2 за счет улавливания углерода на месте.Использование NaOH может привести к получению газа, обогащенного H 2 , который можно напрямую использовать для топливных элементов. [24] [56]

    Термическая очистка

    Пиролиз также используется для термической очистки , промышленного применения для удаления органических веществ, таких как полимеры, пластмассы и покрытия, с деталей, продуктов или производственных компонентов, таких как шнеки экструдеров, фильеры [57] и статические смесители. В процессе термической очистки при температурах от 310 до 540 ° C (от 600 до 1000 ° F) органический материал [58] превращается путем пиролиза и окисления в летучие органические соединения, углеводороды и карбонизированный газ. [59] Неорганические элементы остаются. [60]

    Несколько типов систем термической очистки используют пиролиз:

    • Ванны с расплавленной солью относятся к старейшим системам термической очистки; очистка с помощью ванны с расплавленной солью выполняется очень быстро, но подразумевает риск опасных брызг или других потенциальных опасностей, связанных с использованием солевых ванн, таких как взрывы или высокотоксичный цианистый водород. [58]
    • Системы с псевдоожиженным слоем [61] используют песок или оксид алюминия в качестве теплоносителя; [62] Эти системы также очищаются очень быстро, но среда не плавится и не кипит, не выделяет никаких паров или запахов; [58] процесс очистки занимает от одного до двух часов. [59]
    • Вакуумные печи используют пиролиз в вакууме [63] , что позволяет избежать неконтролируемого горения внутри камеры очистки; [58] процесс очистки занимает 8 [59] до 30 часов. [64]
    • Печи для отжига , также известные как Термоочистные печи , работают на газе и используются в лакокрасочной промышленности, производстве электродвигателей и пластмасс для удаления органических веществ с тяжелых и крупных металлических деталей. [65]

    Тонкий химический синтез

    Пиролиз используется в производстве химических соединений, в основном, но не только, в исследовательских лабораториях.

    Район борогидридных кластеров начался с изучения пиролиза диборана (B 2 H 6 ) примерно при 20 мин. 200 ° С. Продукты включают кластеры пентаборана и декаборана. Эти пиролизы включают не только крекинг (с образованием H 2 ), но и повторную конденсацию. [66]

    Синтез наночастиц, [67] диоксида циркония [68] и оксидов [69] с использованием ультразвукового сопла в процессе, называемом пиролизом ультразвукового распыления (USP).

    Использование и в других случаях

    • Пиролиз используется для превращения органических материалов в углерод с целью определения возраста углерода-14.
    • Пиролиз табака, бумаги и добавок в сигаретах и ​​других продуктах приводит к образованию многих летучих продуктов (включая никотин, окись углерода и смолы), которые ответственны за аромат и последствия курения для здоровья. Аналогичные соображения применимы к курению марихуаны, сжиганию благовоний и спиралей от комаров.
    • Пиролиз происходит во время сжигания мусора, потенциально образуя летучие вещества, которые являются токсичными или способствуют загрязнению воздуха, если они не сгорают полностью.
    • Лабораторное или промышленное оборудование иногда загрязняется углеродистыми остатками, возникающими в результате коксования, пиролиза органических продуктов, которые вступают в контакт с горячими поверхностями.

    ПАУ поколения

    Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) могут быть получены в результате пиролиза различных фракций твердых отходов, [10] , таких как гемицеллюлоза, целлюлоза, лигнин, пектин, крахмал, полиэтилен (ПЭ), полистирол (ПС), поливинилхлорид (ПВХ). ) и полиэтилентерефталат (ПЭТ).ПС, ПВХ и лигнин образуют значительное количество ПАУ. Нафталин является наиболее распространенным ПАУ среди всех полициклических ароматических углеводородов. [70]

    Когда температура повышается с 500 до 900 ° C, большинство ПАУ увеличиваются. С повышением температуры процент легких ПАУ уменьшается, а процент тяжелых ПАУ увеличивается. [71] [72]

    Учебные инструменты

    Термогравиметрический анализ

    Термогравиметрический анализ (ТГА) — один из наиболее распространенных методов исследования пиролиза без ограничений тепломассопереноса.Результаты могут быть использованы для определения кинетики потери массы. [3] [12] [4] [25] [47] Энергии активации могут быть рассчитаны с использованием метода Киссинджера или метода наименьших квадратов анализа пиков (PA-LSM). [4] [25]

    ТГА может сочетаться с инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье (FTIR) и масс-спектрометрией. При повышении температуры можно измерить летучие вещества, образующиеся при пиролизе. [73] [56]

    Macro-TGA

    В ТГА образец загружается первым до повышения температуры, и скорость нагрева низкая (менее 100 ° C мин. -1 ).Macro-TGA может использовать образцы на уровне граммов, которые можно использовать для исследования пиролиза с эффектами массо- и теплопередачи. [4] [74]

    Пиролиз – газовая хроматография – масс-спектрометрия

    Пиролизная масс-спектрометрия (Py-GC-MS) — важная лабораторная процедура для определения структуры соединений. [75] [76]

    История

    Дуб древесный уголь

    Пиролиз использовался для превращения древесины в древесный уголь с древних времен.В процессе бальзамирования древние египтяне использовали метанол, полученный при пиролизе древесины. Сухая перегонка древесины оставалась основным источником метанола в начале 20 века. a b c «Взгляд на технологию термической очистки». Э. Фидлер, Г. Гроссманн, Д. Б. Керсебом, Г. Вайс, Клаус Витте (2005). «Метанол». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI: 10.1002 / 14356007. ISBN 978-3527306732 . CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка)

    Внешние ссылки

    Эта страница последний раз была отредактирована 11 октября 2021 в 20:45

    C-Zero поднимает $ 11.5M Series A для производства чистого водорода из природного газа пиролизом метана

    C-Zero Inc., пионер в области декарбонизации природного газа, недавно привлекла $ 11,5 млн в рамках раунда финансирования серии A, проводимого совместно Breakthrough Energy Ventures и Eni Next при участии Mitsubishi Heavy Industries (MHI) и AP Ventures.

    Финансирование ускорит первое коммерческое внедрение технологии декарбонизации C-Zero, которая позволит промышленным потребителям природного газа избежать образования CO. 2 в таких приложениях, как производство электроэнергии, технологический нагрев и производство товарных химикатов такие как водород и аммиак.

    Технология

    C-Zero, которая изначально была разработана в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, использует инновационный термокатализ для разделения метана на водород и твердый углерод в процессе, известном как пиролиз метана. Водород можно использовать для обезуглероживания широкого спектра существующих применений, включая производство водорода для транспортных средств на топливных элементах, в то время как углерод можно навсегда изолировать.

    Когда в качестве сырья используется возобновляемый природный газ, технология C-Zero может даже иметь отрицательный углерод, эффективно извлекая диоксид углерода из атмосферы и постоянно сохраняя его в виде твердого углерода высокой плотности.

    Инвестиции свидетельствуют о сотрудничестве по ускорению использования «бирюзового водорода», что может еще больше укрепить цепочку создания стоимости водорода. Водород, полученный с помощью процессов пиролиза метана, таких как C-Zero, все чаще называют «бирюзовым водородом», поскольку он сочетает в себе преимущества как «голубого водорода» (SMR с секвестрацией CO 2 ), так и «зеленого водорода» (производимого расщеплением воды посредством электролиза) за счет низкой стоимости и низкого уровня выбросов соответственно.

    В рамках своих инвестиций MHI изучит потенциал использования технологии компании для производства и поставки водорода, который затем может быть использован для систем выработки электроэнергии и декарбонизации промышленности.

    Справочная информация. Реакция разложения метана умеренно эндотермическая; потребность в энергии на моль произведенного водорода (8,9 кал / моль H 2 ) незначительно (

    Этот метод снижает одновременное образование оксидов углерода и, следовательно, исключает необходимость в стадиях сдвига водяного газа и удаления диоксида углерода, обязательных для обычных процессов, что упрощает процесс.Согласно обзору, проведенному исследователями из Индии в 2017 году, значительное сокращение общих выбросов парниковых газов по сравнению с традиционными процессами является наиболее важным преимуществом процесса термокаталитического разложения (Srilatha et al. ).

    Катализатор играет решающую роль в этом процессе.

    Ресурсы

    • К. Шрилатха, Д. Бхагаван, С. Шива Кумар, В. Химабинду (2017) «Устойчивое производство топлива путем термокаталитического разложения метана — обзор», Южноафриканский журнал химической инженерии, том 24, страницы 156-167 doi: 10.1016 / j.sajce.2017.10.002 (открытый доступ)

    • Халида Харун, Сушил Адхикари и Хоссейн Джахроми (2020) «Производство водорода путем термокаталитического разложения метана с использованием углеродных катализаторов» RSC Adv. , 10, 40882-40893 doi: 10.1039 / D0RA07440C (открытый доступ)

    Химическая переработка пластиковых отходов

    От пластиковых отходов до первичных продуктов

    Пластмассы действительно доказали свои преимущества на этапе их использования — например, предотвращение потерь пищевых продуктов при упаковке, облегченная конструкция транспортных средств и изоляция зданий.Однако пластиковые отходы стали серьезной глобальной проблемой. Ежегодно в мире образуется около 250 миллионов метрических тонн пластиковых отходов. Только около 20 процентов этого пластика перерабатывается, что обеспечивает циркуляцию материала. Следовательно, в целом следует перерабатывать больше пластиковых отходов. Решение этой проблемы и построение более замкнутой экономики для пластмасс требует инноваций и совместных усилий по всей цепочке создания стоимости. BASF будет способствовать этому, разрабатывая инновационные технологии и продукты, способствующие вторичной переработке пластмасс.

    Ключевым элементом в этом отношении является наш проект ChemCycling ™. В этом проекте по переработке химических веществ мы работаем с партнерами над дальнейшим развитием технологии пиролиза, которая превращает пластиковые отходы во вторичное сырье, называемое пиролизным маслом. Мы загружаем нефть на производство BASF Verbund в начале производственно-сбытовой цепочки, тем самым экономя ископаемые ресурсы. Используя метод баланса массы, проверенный третьей стороной, доля вторичного материала распределяется между определенными продуктами, производимыми в Verbund.Эти продукты прошли независимую сертификацию и имеют те же свойства, что и продукты, произведенные из ископаемого сырья. Таким образом, заказчики могут обрабатывать их так же, как и продукты, производимые традиционным способом, и использовать их в сложных приложениях.

    Проект ChemCycling ™ ориентирован на пластиковые отходы, которые не перерабатываются механически по технологическим, экономическим или экологическим причинам. Примерами являются пластмассы с остатками, смешанные фракции пластмассовых отходов, состоящие из различных типов пластмассы, которые не будут подвергаться дальнейшей сортировке, или использованные шины, которые не перерабатываются иным способом.Вместе механическая и химическая переработка может повысить общий уровень переработки и способствовать более замкнутой экономике для пластмасс.

    Пиролиз

    — Викисловарь

    Английский [править]

    Механизм пиролиза сложного эфира В Викиданных есть структурированные данные, относящиеся к:

    Викиданные

    Этимология [править]

    Из древнегреческих терминов πῦρ (pûr, «огонь») и λύσις (lúsis, «проигрыш»); синхронно пиро- + -лиз .

    Произношение [править]

    Существительное [править]

    пиролиз ( счетные и бесчисленные , множественные пиролизы )

    1. (химия, физика) Разложение материала или соединения под действием тепла в отсутствие кислорода или других реагентов.
      • 1972 , A. C. Knipe, Глава 4: Реакции исключения , B. Capon, C. W. Rees (редакторы), Organic Reaction Mechanisms 1971 , page 143,
        Методы, которые успешно идентифицировали ионные промежуточные соединения в растворе, были применены к пиролизу в газовой фазе .
      • 1980 , Дж. Х. Пурнелл, Гомогенное растрескивание алканов , Уильям Прайор (редактор), Границы свободной радикальной химии: путь к количественному описанию и очень высокой конверсии , стр. 94,
        Двадцать лет назад наше реальное понимание механизма пиролиза алканов было немногим лучше, чем элементарное.
      • 2001 , П. Т. Уильямс, Р. П. Боттрилл, А. Дж. Бриндл, А. М. Канлифф, Потенциал пиролиза для переработки использованных шин , Равиндра К.Дхир, Мукеш К. Лимбахия, Кевин А. Пейн (редакторы), Переработка и повторное использование изношенных шин: материалы Международного симпозиума , стр. 187,
        Пиролиз включает термическое разложение резины шины с образованием нефти и газа, оставляя остаточный твердый углерод и стальной каркас шины.
      • 2006 , Джон К. Ф. Уокер, Первичная обработка древесины: принципы и практика , 2-е издание, Springer, стр. 541,
        Традиционный пиролиз древесины основан на низких температурах и длительном времени обработки для увеличения выхода древесного угля.Напротив, современный или быстрый пиролиз использует умеренные температуры (400-500 ° C) и очень короткое время пребывания (обычно всего несколько секунд), чтобы максимизировать производство жидкостей (Diebold and Bridgewater, 1997).
    Связанные термины [править]
    Переводы [править]

    разложение материала или соединения под воздействием тепла в отсутствие кислорода или других реагентов

    См. Также [править]

    Пиролиз — Википедия, бесплатная энциклопедия

    Из Википедии, свободной энциклопедии

    Простой очерк химии пиролиза.

    Пиролиз — это химическое разложение конденсированного вещества при нагревании. Слово образовано от греческих элементов pyro «огонь» и lysys «разложение».

    Пиролиз — это особый случай термолиза, который чаще всего используется для органических материалов. Это происходит самопроизвольно при высоких температурах (например, выше 300 ° C для древесины, для других материалов она меняется), например, при лесных пожарах или при контакте растительности с лавой при извержении вулканов.Он не включает реакции с кислородом или любыми другими реагентами, но может происходить в их присутствии. Экстремальный пиролиз, при котором в качестве остатка остается только углерод, называется карбонизацией и также связан с химическим процессом обугливания.

    Пиролиз широко используется в химической промышленности, например, для производства древесного угля, активированного угля, метанола и других химических веществ из древесины, для преобразования этилендихлорида в винилхлорид для производства ПВХ, для производства кокса из угля, для преобразования биомассы в синтез-газ, превращать отходы в вещества, которые можно безопасно утилизировать, а также для крекинга углеводородов средней массы из нефти для получения более легких углеводородов, таких как бензин.

    Это важный химический процесс в нескольких кулинарных процессах, таких как запекание, жарка, приготовление на гриле и карамелизация. Пиролиз также является инструментом химического анализа, например, методом пиролизной газовой хроматографии, масс-спектрометрии и датирования углерода-14. Действительно, с помощью этого процесса впервые были получены многие важные химические вещества, такие как фосфор и серная кислота. Предполагается, что это происходит во время катагенеза, превращения захороненного органического вещества в ископаемое топливо. Пиролиз также является основой пирографии.

    Хотя вода обычно исключается вместе с другими реагентами, этот термин также применялся к разложению органического материала в присутствии перегретой воды или пара (водный пиролиз), например, при паровом крекинге нефти.

    [править] Возникновение и использование

    [править] Огонь

    Пиролиз — это обычно первая химическая реакция, которая происходит при сжигании многих твердых органических топлив, таких как дерево, ткань и бумага, а также некоторых видов пластика.В дровах видимое пламя возникает не из-за горения самой древесины, а из-за газов, выделяемых при ее пиролизе; тогда как беспламенное горение тлеющих углей — это сжигание твердого остатка (древесного угля), оставшегося после него. Таким образом, пиролиз обычных материалов, таких как дерево, пластик и одежда, чрезвычайно важен для пожарной безопасности и тушения пожаров.

    [править] Кулинария

    Пиролиз происходит всякий раз, когда пища подвергается воздействию достаточно высоких температур в сухой среде, такой как жарка, выпечка, поджаривание, приготовление на гриле и т. Д.. Это химический процесс, ответственный за образование золотисто-коричневой корочки в продуктах, приготовленных с помощью этих методов.

    При обычном приготовлении пищи основными компонентами пищи, подвергающимися пиролизу, являются углеводы (включая сахар, крахмал и клетчатку) и белки. Пиролиз жиров требует гораздо более высокой температуры, и, поскольку он производит токсичные и легковоспламеняющиеся продукты (например, акролеин), его обычно избегают при обычном приготовлении пищи. Однако это может произойти при приготовлении жирного мяса на углях.

    Несмотря на то, что приготовление пищи обычно осуществляется на воздухе, температура и условия окружающей среды таковы, что исходные вещества или продукты их разложения практически не сгорают или не сгорают. В частности, пиролиз белков и углеводов начинается при температурах, намного более низких, чем температура воспламенения твердого остатка, а летучие субпродукты слишком разбавлены воздухом, чтобы воспламениться. (В блюдах фламбе пламя возникает в основном из-за сгорания спирта, а корка образуется в результате пиролиза, как при выпечке.)

    Для пиролиза углеводов и белков требуются температуры значительно выше 100 ° C, поэтому пиролиз не происходит, пока присутствует свободная вода, например при варке пищи — даже не в скороварке. При нагревании в присутствии воды углеводы и белки подвергаются постепенному гидролизу, а не пиролизу. Действительно, для большинства пищевых продуктов пиролиз обычно ограничивается внешними слоями пищи и начинается только после того, как эти слои высохнут.

    Однако температуры пиролиза пищевых продуктов ниже точки кипения липидов, поэтому пиролиз происходит при жарке в растительном масле или сале или при наливании мяса в собственном жире.

    Пиролиз также играет важную роль в производстве ячменного чая, кофе и жареных орехов, таких как арахис и миндаль. Поскольку они состоят в основном из сухих материалов, процесс пиролиза не ограничивается внешними слоями, а распространяется на все материалы. Во всех этих случаях пиролиз создает или высвобождает многие вещества, которые влияют на вкус, цвет и биологические свойства конечного продукта. Он также может разрушить некоторые токсичные, неприятные на вкус вещества или вещества, которые могут способствовать порче.

    При контролируемом пиролизе сахаров, начиная с 170 ° C, образуется карамель, водорастворимый продукт от бежевого до коричневого цвета, который широко используется в кондитерских изделиях и (в форме карамельного красителя) в качестве красителя для безалкогольных напитков и других промышленных пищевых продуктов.

    Твердые остатки пиролиза разлитой и разбрызганной пищи создают коричнево-черную корку, часто наблюдаемую на посуде для приготовления пищи, верхних плитах и ​​внутренних поверхностях духовок.

    [править] Уголь

    Пиролиз использовался с древних времен для превращения древесины в древесный уголь в промышленных масштабах.Помимо древесины, в процессе могут также использоваться опилки и другие древесные отходы.

    Древесный уголь получают путем нагревания древесины до ее полного пиролиза (карбонизации), оставляя только углерод и неорганическую золу. Во многих частях мира древесный уголь до сих пор производят полупромышленным способом, сжигая кучу древесины, которая в основном была покрыта глиной или кирпичами. Тепло, выделяемое при сжигании части древесины и летучих побочных продуктов, пиролизирует остальную часть кучи. Ограниченное поступление кислорода также предотвращает горение древесного угля.Более современная альтернатива — нагревать древесину в герметичном металлическом сосуде, который намного меньше загрязняет окружающую среду и позволяет конденсировать летучие продукты.

    Исходная сосудистая структура древесины и поры, образованные выходящими газами, объединяются, образуя легкий и пористый материал. Начав с плотного древесно-подобного материала, такого как скорлупа орехов или персиковые косточки, можно получить особенно пористую форму древесного угля, называемую активированным углем, который используется в качестве адсорбента для широкого спектра химических веществ.

    [править] Biochar

    Остатки неполного органического пиролиза, например от костров приготовления пищи, как полагают, являются ключевым компонентом почв terra preta, связанных с древними коренными общинами бассейна Амазонки. [1] Terra preta пользуется большим спросом у местных фермеров за ее превосходное плодородие по сравнению с естественной красной почвой этого региона. Предпринимаются попытки воссоздать эти почвы с помощью биоугля, твердого остатка пиролиза различных материалов, в основном органических отходов.

    Biochar улучшает текстуру почвы и экологию, увеличивая ее способность удерживать удобрения и медленно их выделять. Он, естественно, содержит множество олигоэлементов, необходимых растениям, например, селен. Это также более безопасно, чем другие «натуральные» удобрения, такие как навоз или сточные воды, так как оно было продезинфицировано при высокой температуре, и, поскольку оно высвобождает питательные вещества с медленной скоростью, значительно снижает риск загрязнения грунтовых вод. [2]

    Biochar также рассматривается для связывания углерода с целью смягчения последствий глобального потепления. [3]

    [править] Кокс

    Пиролиз широко используется для превращения угля в кокс в металлургии, особенно в сталеплавильном производстве. Кокс также можно получить из твердого остатка, оставшегося от нефтепереработки.

    Эти исходные материалы обычно содержат атомы водорода, азота или кислорода, соединенные с углеродом в молекулы от среднего до высокого молекулярного веса. Процесс производства кокса или «коксования» заключается в нагревании материала в закрытых сосудах до очень высоких температур (до 2000 C), так что эти молекулы распадаются на более легкие летучие вещества, которые покидают сосуд, и пористый, но твердый остаток, состоящий в основном из углерода и неорганической золы.Количество летучих варьируется в зависимости от исходного материала, но обычно составляет 25-30% от его веса.

    [править] Углеродное волокно

    Углеродные волокна — это углеродные волокна, которые можно использовать для изготовления очень прочной пряжи и тканей. Изделия из углеродного волокна часто производятся путем прядения и плетения желаемого изделия из волокон подходящего полимера с последующим пиролизом материала при высокой температуре (от 1500 C до 3000 C).

    Первые углеродные волокна были сделаны из искусственного шелка, но полиакрилонитрил стал наиболее распространенным исходным материалом.

    Для своих первых работающих электрических ламп Джозеф Уилсон Свон и Томас Эдисон использовали углеродные нити, полученные пиролизом хлопковой пряжи и бамбуковых осколков соответственно.

    [править] Биотопливо

    Пиролиз является основой нескольких методов, которые разрабатываются для производства топлива из биомассы, которая может включать в себя как сельскохозяйственные культуры, выращенные для этой цели, так и биологические отходы из других отраслей промышленности.

    Хотя синтетическое дизельное топливо пока нельзя производить непосредственно путем пиролиза органических материалов, существует способ получения аналогичной жидкости («бионефти»), которая может использоваться в качестве топлива, после удаления ценных биохимических веществ, которые могут быть используется в качестве пищевых добавок или фармацевтических препаратов. [4] Более высокая эффективность достигается за счет так называемого мгновенного пиролиза, при котором тонко измельченное сырье быстро нагревается до температуры от 350 до 500 ° C менее чем за 2 секунды.

    Топливное биомасло, напоминающее легкую сырую нефть, также может быть произведено путем водного пиролиза из многих видов сырья, включая отходы свиноводства и разведения индейки, с помощью процесса, называемого термической деполимеризацией (который, однако, может включать и другие реакции, помимо пиролиза).

    [править] Удаление пластиковых отходов

    Безводный пиролиз также можно использовать для производства жидкого топлива, аналогичного дизельному, из пластиковых отходов. [5] [6]

    [править] Процессы

    Во многих промышленных применениях процесс осуществляется под давлением и при рабочих температурах выше 430 ° C (806 ° F)

    • сельскохозяйственные отходы: от 450 до 550 ° C

    [править] Вакуумный пиролиз

    В вакуумном пиролизе органический материал нагревается в вакууме, чтобы снизить температуру кипения и избежать неблагоприятных химических реакций. Он используется в органической химии как синтетический инструмент.В импульсном вакуумном термолизе или FVT время пребывания субстрата при рабочей температуре максимально ограничено, опять же, чтобы минимизировать вторичные реакции.

    [править] Процессы пиролиза биомассы

    Поскольку пиролиз является эндотермическим, [7] были предложены различные методы для обеспечения теплом реагирующих частиц биомассы:

    • Частичное сжигание продуктов биомассы путем нагнетания воздуха.Это приводит к некачественной продукции.
    • Прямой теплоперенос с горячим газом, в идеале — продуктовым газом, который повторно нагревается и рециркулируется. Проблема состоит в том, чтобы обеспечить достаточное количество тепла при разумных расходах газа.
    • Косвенный теплообмен с поверхностями обмена (стенка, трубы). Трудно добиться хорошей теплоотдачи с обеих сторон теплообменной поверхности.
    • Прямая передача тепла с циркулирующими твердыми частицами: твердые частицы передают тепло между горелкой и реактором пиролиза. Это эффективная, но сложная технология.

    Для мгновенного пиролиза биомасса должна быть измельчена до мелких частиц, а изолирующий слой угля, который образуется на поверхности реагирующих частиц, должен быть непрерывно удален. Предложены следующие технологии пиролиза биомассы: [8]

    • Стационарные грядки использовались для традиционного производства древесного угля. Плохая, медленная теплопередача привела к очень низким выходам жидкости.
    • Шнеки: Эта технология адаптирована из процесса Lurgi для газификации угля.Горячий песок и частицы биомассы подают с одного конца шнека. Шнек смешивает песок и биомассу и перемещает их вместе. Это обеспечивает хороший контроль времени пребывания биомассы. Он не разбавляет продукты пиролиза газом-носителем или псевдоожижающим газом. Однако песок необходимо повторно нагревать в отдельной емкости, а механическая надежность вызывает беспокойство. Масштабной коммерческой реализации нет.
    • Абляционные процессы: частицы биомассы перемещаются с высокой скоростью по поверхности горячего металла.Удаление любого угля, образующегося на поверхности частиц, поддерживает высокую скорость теплопередачи. Этого можно достичь, используя вращение металлической поверхности на высокой скорости внутри слоя частиц биомассы, что может создавать проблемы с механической надежностью, но предотвращает любое разбавление продуктов. В качестве альтернативы частицы могут быть взвешены в газе-носителе и введены с высокой скоростью через циклон, стенка которого нагревается; продукты разбавляются газом-носителем. [9] Проблема, присущая всем абляционным процессам, заключается в том, что масштабирование затруднено, поскольку отношение поверхности стенки к объему реактора уменьшается с увеличением размера реактора.Масштабной коммерческой реализации нет.
    • Вращающийся конус: предварительно нагретые частицы горячего песка и биомассы вводятся во вращающийся конус. Благодаря вращению конуса смесь песка и биомассы перемещается по поверхности конуса за счет центробежной силы. Как и в других неглубоких реакторах с перемещаемым слоем, для получения хорошего выхода жидкости требуются относительно мелкие частицы. Нет крупномасштабной коммерческой реализации. [10]
    • Псевдоожиженные слои: частицы биомассы вводятся в слой горячего песка, псевдоожиженного газом, который обычно представляет собой рециркулируемый газообразный продукт.Высокая скорость передачи тепла от псевдоожиженного песка приводит к быстрому нагреванию частиц биомассы. Существует некоторая абляция за счет истирания частицами песка, но она не так эффективна, как при абляционных процессах. Тепло обычно обеспечивается трубками теплообменника, по которым протекает горячий газообразный продукт сгорания. Происходит некоторое разбавление продуктов, что затрудняет конденсацию, а затем удаление тумана биомасла из газа, выходящего из конденсаторов. Этот процесс был расширен такими компаниями, как Dynamotive и Agri-Therm.Основные задачи заключаются в улучшении качества и консистенции биомасла.
    • Циркулирующий псевдоожиженный слой: частицы биомассы вводятся в циркулирующий псевдоожиженный слой горячего песка. Частицы газа, песка и биомассы движутся вместе, при этом транспортный газ обычно представляет собой рециркулируемый газообразный продукт, хотя он также может быть газом сгорания. Высокая скорость передачи тепла от песка обеспечивает быстрый нагрев частиц биомассы и более сильную абляцию, чем при использовании обычных псевдоожиженных слоев. Быстрый сепаратор отделяет газы и пары продукта от частиц песка и угля.Частицы песка повторно нагреваются в сосуде горелки с псевдоожиженным слоем и возвращаются в реактор. Хотя этот процесс можно легко масштабировать, он довольно сложен и продукты сильно разбавлены, что значительно затрудняет извлечение жидких продуктов.

    [править] Промышленные источники

    Существует также возможность интеграции с другими процессами, такими как механическая биологическая очистка и анаэробное сбраживание.

    No related posts.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *