Nevoja për përdorimin e karburanteve ekonomike ka qenë e vonuar prej kohësh në botë. Për shembull, gazi pirolizë tashmë përdoret gjerësisht në Evropë sot. Të gjitha llojet e pajisjeve të kuzhinës, instalimet e ngrohjes dhe madje edhe makinat mund të punojnë me karburant të tillë.
Përkufizim
Në fakt, nën vetë konceptin e "pirolizës" kimistët kuptojnë dekompozimin e një lënde në nivel molekular nën ndikimin e temperaturës së lartë, zakonisht në mungesë të ajrit. Komponimet komplekse në kushte të tilla dekompozohen në më të thjeshta. Në këtë rast, lloje të ndryshme elementësh të rinj formohen në medium. Në thelb, piroliza është kështu një proces konvencional i distilimit të thatë.
Gaz nga drutë e zjarrit
Kur karburanti digjet në temperatura të larta në një mjedis pa oksigjen, formohen produktet e mëposhtme të djegies:
- gaz pirolizë;
- rrëshirë pirolizë (produkt i lëngshëm).
Produkti i parë nga lista ka, ndër të tjera, veçorinë që mund të formohet edhe gjatë djegies së karburantit në një mjedis oksigjeni. Megjithatë, në këtë rast, gazi mund të merret vetëm nëse karburanti digjet në një temperaturë jo më të ulët se 500 °C.
Cilat produkte mund të përdoren
Kaldaja me pirolizë në shtëpi mund të funksionojë në dru të zakonshëm ose paleta të veçanta, për shembull, nga tallash ose rroje druri të shtypur. Llojet e ndryshme të mbetjeve shtëpiake dhe industriale gjithashtu mund të pirolizohen. Digjet në mënyrë të ngjashme, për shembull, goma, gomat e vjetra të makinave, plastika, sendet e vjetra etj. Në këtë rast, piroliza lejon jo vetëm marrjen e një sasie të caktuar nxehtësie, por edhe ruajtjen e pastërtisë së mjedisit. Në fund të fundit, siç e dini, plastika nuk dekompozohet në tokë për një kohë të gjatë. Materialet që përmbajnë vaj të llojeve të ndryshme ndotin si vetë tokat ashtu edhe trupat ujorë.
Gjithashtu mund të digjet në një mënyrë të ngjashme:
- letër, karton, tekstile;
- metan;
- hidrokarburet;
- torfe;
- dru i mallrave (përfshirë drurin e ngopur kimikisht);
- kashtë, gjethe, lëvozhga arra, barërat e këqija.
Përveç kësaj, mbetjet e bojës, vajrat, etj. mund të riciklohen përmes reaksionit të pirolizës. Kjo gjithashtu ndihmon në mbajtjen e mjedisit të pastër.
Përbërja
Gazi i pirolizës që rezulton përmban, ndër të tjera, shumë grimca, zakonisht në formën e blozës. Ai gjithashtu përmban lloje të ndryshme të përbërësve kimikë, për shembull, hidrogjen. Megjithatë, kryesorepërbërja e gazit të pirolizës është ende si vijon:
- hidrokarburet e paqëndrueshme;
- monoksid karboni.
Shumë i rrezikshëm për shëndetin e njeriut dhe madje edhe jetën e tij, CO në një reagim të tillë formohet për shkak të djegies jo të plotë të qymyrit.
Llojet e pirolizës
Për momentin, ekzistojnë vetëm dy lloje kryesore të reagimeve të tilla. Piroliza mund të jetë:
- e thatë;
- oksidativ.
Lloji i parë i reagimeve, nga ana tjetër, ndahet në:
- temperaturë e ulët;
- temperaturë e lartë.
Si prodhohet gazi: piroliza oksidative
Ky reagim aktualisht quhet më miqësor ndaj mjedisit dhe më produktiv. Piroliza ndodh në këtë rast në temperatura shumë të larta. Për shembull, kur metani digjet në këtë mënyrë, një përqindje e caktuar e oksigjenit përzihet me të. Me djegie të pjesshme, substanca në këtë rast lëshon një sasi të madhe energjie. Si rezultat, mbetjet e përzierjes nxehen në një temperaturë prej 16000 ° C.
Reaksioni i pirolizës oksiduese përdoret kryesisht për djegien e materialeve të ndryshme industriale që përmbajnë vaj, si dhe plastikës dhe gomës. Gazi në këtë rast mund të shkojë, për shembull, për të ngrohur dyqanet e vetë kompanisë së depozitimit të mbetjeve.
Pirolizë e thatë
Ky reaksion ndodh pa pjesëmarrjen e oksigjenit dhe, siç u përmend tashmë, nga ana tjetër, mund të jetë temperatura e ulët ose e lartë. Në rastin e parëkarburanti nxehet deri në maksimum - deri në 1000 ° C, në të dytën - mbi 1000 ° C. Për të marrë një sasi të madhe të gazit të pirolizës, kryesisht përdoren reaksione në temperaturë të lartë.
Kur karburanti digjet në një mjedis deri në 800 °C, përftohet mjaft gaz me një vlerë të ulët kalorifike. Gjithashtu në këtë rast mbetet një sasi mjaft e vogël koksi dhe rrëshira të lëngshme.
Më e përshtatshme është të përftohet gazi i pirolizës në një temperaturë prej 900 deri në 1000 °C. Në këtë rast, tashmë ekziston një përqindje maksimale e prodhimit të saj. Në këtë rast, gazi i përftuar në këtë mënyrë ka një vlerë kalorifike minimale. Një produkt i tillë konsiderohet ndër të tjera si karburant cilësor, i përshtatshëm për transport në distanca të gjata.
Kur karburanti digjet në temperatura ndërmjet 450 dhe 500 °C, prodhimi është shumë i ulët si në mbetjet e ngurta ashtu edhe në gaz. Kjo e fundit, megjithatë, nuk është e cilësisë së lartë, pasi ka vlerën kalorifike maksimale.
Ku mund të përdoret gazi
Procesi i pirolizës lejon kështu ngrohjen e llojeve të ndryshme të ambienteve me humbjen më të vogël të karburantit. Gjithashtu, duke përdorur këtë reagim, mjedisi mbahet i pastër. Por ku mund të përdoret gazi i pirolizës i formuar gjatë djegies së karburantit në një mjedis pa oksigjen?
Ky produkt me djegie sot konsiderohet në mbarë botën kryesisht si një burim alternativ ekonomik i energjisë termike. Në disa vende evropiane, gazi pirolizë ka qenë prej kohësh i zakonshëmkarburanti i përdorur nga pajisjet që ngrohin ujin (për sistemet e ngrohjes dhe ujit të nxehtë), energjinë elektrike, avullin.
Kaldaja
Që nga kohët e lashta, njerëzit i kanë ngrohur shtëpitë e tyre duke përdorur soba konvencionale që funksionojnë me dru dhe qymyr. Më vonë, shtëpitë filluan të pajisen me kaldaja moderne të karburantit të ngurtë që funksionojnë me të njëjtin lloj karburanti. Njësi të tilla përdoren për ngrohjen e shtëpive në kohën tonë. Ato janë të lira dhe për instalimin e tyre nuk është e nevojshme të merren leje në raste të ndryshme. Sidoqoftë, kaldaja konvencionale me karburant të ngurtë kanë një pengesë mjaft serioze. Ata konsumojnë karburant në mënyrë jashtëzakonisht joekonomike. Në dhomat e njësive të tilla mbeten shumë mbetje të djegies. Përveç kësaj, një pjesë e nxehtësisë së gjeneruar nga pajisje të tilla thjesht fluturon "poshtë oxhakut" së bashku me tymin.
Inxhinierë që vendosën të korrigjojnë këtë minus të kaldajave të karburantit të ngurtë dhe përfundimisht dolën me njësi ngrohjeje me pirolizë që janë ekonomike dhe të lehta për t'u përdorur. Në kaldaja të tilla, ndër të tjera, ka dhoma shtesë në të cilat bëhet djegia e mëpasshme e gazit të pirolizës.
Reagimi në agregatet e këtij varieteti vazhdon me një mungesë të fortë oksigjeni (15%). Druri ose çdo lëndë djegëse tjetër në këtë lloj pajisjeje zbërthehet në gazra dhe në një sasi të vogël mbetjesh inorganike. Për gazrat e pirolizës, temperatura e djegies në djegësin pas djegies mund të arrijë deri në 110-1200 °C.
Ku tjetër përdoret gazi
Prandaj, piroliza më e përdorur në sistemet e ngrohjes dhe ngrohjes së ujit. Gjithashtu ky reagim përdoret gjerësisht:
- në industrinë përpunuese;
- në kimike;
- kur dezinfektohet.
Nganjëherë gazi i pirolizës përdoret gjithashtu sot si lëndë djegëse për lloje të ndryshme pajisjesh ose, siç u përmend tashmë, makina.
Uzinat e prodhimit të gazit
Pajisjet e këtij lloji përdoren për të prodhuar lëndë djegëse pirolize me cilësi të lartë, e cila në disa raste mund të zëvendësojë, për shembull, gazin natyror tradicional. Instalime të tilla janë furrat hermetike me furnizim të rregullueshëm të ajrit. Oxhaku i këtij lloji të pajisjeve, ndër të tjera, mund të jetë i bllokuar.
Merr gaz pirolizë në instalime të tilla si më poshtë:
- Styre ajrin në furre nëpërmjet një pompe.
- Pas ngrohjes së përmbajtjes së instalimit në një temperaturë të caktuar, furnizimi me ajër ndërpritet.
- Tymi i zi i dendur që del nga njësia pastrohet nga bloza duke përdorur ciklonet.
- Hiqni avujt e ujit nga gazi i pirolizës për të rritur temperaturën e tij të djegies (kaloni nëpër një ftohës).
- Gazi futet në filtrin e imët, dizajni i të cilit përfshin një rezervuar uji, instalim elektrostatik dhe fishekë kartoni.
Pastrimi i gazeve të pirolizës përpara përdorimit të tyre në industri, dhe ndonjëherë në jetën e përditshme, duhet të kryhet pa dështuar. Grimcat e ngurta dhe të gjitha llojet e papastërtive kimike mund të shkaktojnë dëme në pajisje,duke punuar me këtë lloj karburanti. Më tej, për shembull, gazi i pirolizës mund të pompohet në një cilindër.
Përdorimi i karburantit nga një gjenerator gazi në shtëpi
Instalimet e këtij lloji përdoren më shpesh, natyrisht, në prodhim. Por ndonjëherë ato blihen për shtëpi private. Marrja e gazit pirolizë në shtëpi është një çështje relativisht e thjeshtë. Disa zejtarë shpesh bëjnë edhe gjeneratorë gazi me duart e tyre.
Gazi i marrë nga instalimet shtëpiake mund të përdoret për qëllime të ndryshme. Shumë shpesh, për shembull, tregtarët privatë lidhin sobat e zakonshme me gjeneratorët e gazit. Djegia e gazit të pirolizës nuk është aq intensive sa gazi natyror. Megjithatë, është ende mjaft i përshtatshëm për të përdorur sobën për qëllimin e saj të synuar.
Gjithashtu, për shembull, një gjenerator autogjen shpesh lidhet me gjeneratorët e gazit në jetën e përditshme. Kur oksigjeni furnizohet duke përdorur gaz natyror, temperatura e flakës në pajisje të tilla arrin 2000 °C.
Siç është përmendur tashmë, në shtëpi, gazi pirolizë mund të përdoret gjithashtu si karburant makinash. Për një aplikim të tillë, motori i makinës do të duhet vetëm të modifikohet pak. Në të njëjtën kohë, të dy motorët me benzinë dhe naftë mund të punojnë në karburant të tillë. Një gaz i tillë përdoret në shtëpi, shpesh në gjeneratorë të energjisë.
Veçoritë e aplikacionit
Kështu, gazi i pirolizës ka një shkallë pak më të ulët të transferimit të nxehtësisë sesa natyral ose i lëngshëm. Prandaj, për funksionimin e duhur të llojeve të ndryshme të ngrohjes dhepajisjet e kuzhinës, gjatë përdorimit të tyre, për djegie të duhur, më intensive, është e nevojshme të rritet furnizimi i saj.
Në pajisjet e kuzhinës, avionët mund të shpohen për këtë, për shembull. Furra e gazit të pirolizës në këtë rast do të funksionojë në të njëjtën mënyrë si në gazin natyror. Kjo do të thotë, intensiteti i djegies së karburantit do të jetë i njëjtë. Gjithashtu, për të transferuar lloje të ndryshme pajisjesh në një lloj tjetër gazi, firmware-i i tij shpesh ndryshohet. Në automjetet që funksionojnë me karburant të tillë, sistemi i karburantit zëvendësohet plotësisht.
Makinat e djegies së drurit
Në Bashkimin Sovjetik në fillim të viteve 1920, kamionët gjenerues të gazit u përdorën shumë gjerësisht. Në ato vite, ne kryenim edhe teste konkurruese të makinave të tilla në vendin tonë.
Motori i parë i gjeneratorit të gazit për një makinë në BRSS tonë u instalua nga profesor V. S. Naumov në vitin 1927. Në vitin 1928, Instituti Shkencor i Automobilave dhe Traktorëve filloi të projektonte makina të tilla në Rusi. Më pas specialistët e këtij institucioni kryen eksperimente me makineritë e huaja "Imbert-Dietrich" dhe "Pip".
Gjeneratori i parë i gazit NATI-1 i ndërtuar në vendin tonë punoi në dru të zakonshëm. Në vitin 1932, u krijua edhe instalimi NATI-3, i projektuar për një varkë me motor. Në të njëjtën kohë, gjeneratori i parë i gazit të automobilave u shfaq në Rusi, i krijuar me mbështetjen e shoqërisë Avtodor. Ajo mori emrin "Avtodor-1". Edhe më vonë, disa instalime më të avancuara të këtij lloji u zhvilluan në BRSS. Përbërja e gazit të pirolizës që përftohet prej tyrepërdorimi, në fakt ishte me cilësi shumë të lartë. Automjetet e fuqizuara nga kjo karburant janë njohur për besueshmërinë, performancën superiore dhe jetën e gjatë të shërbimit.
Gjatë Luftës së Dytë Botërore, kamionët me gjenerator gazi ZIS-5 dhe GAZ-AA u përdorën në mënyrë aktive në frontet dhe në pjesën e pasme në BRSS. Deri në fund të luftës, rreth 200 mijë makina me motorë me gaz pirolizë ishin tashmë në punë në vend.
Sigurisht, përdorimi i një karburanti të tillë ishte shkaktuar kryesisht nga mungesa e produkteve të naftës në atë kohë në vend. Megjithatë, nuk duhet menduar se gazi pirolizë është përdorur vetëm për shkak të deficitit të buxhetit të shtetit. Një karburant i tillë në ato ditë konsiderohej mjaft efektiv dhe premtues dhe përdorej jo vetëm në Rusi. Për shembull, në vitet 20-30 të shekullit të kaluar, automjetet me pirolizë u përhapën në vende të tilla si Franca, Gjermania, Britania e Madhe, Finlanda dhe Suedia. Gjithashtu, makinat që operonin me gaz të tillë u përdorën gjerësisht në disa vende aziatike. Për shembull, makina të këtij lloji operoheshin me sukses në atë kohë në Kinë, Japoni dhe Indi.
Sfondi historik
Piroliza e drurit është një nga proceset e para kimike që filloi të përdoret në mënyrë aktive nga njerëzit. Në Rusi, për shembull, një reagim i tillë u përdor gjerësisht që në shekullin e 12-të për prodhimin e rrëshirës së pishës. Ky i fundit u përdor më tej për ngopjen e litarëve, si dhe për përpunimin e anijeve lumore dhe detare. Në një shkallë industriale, suedezët ishin të parët që përdorën pirolizën për të ngopur drurin. Një reagim i tillë është edhe në këtë vendpërdoret për të bërë rrëshirë impregnuese.
Në fillim të shekullit të 20-të, disa nga shkollat më të mira të pirolizës së drurit në botë u formuan në Rusi. Kjo, natyrisht, ishte kryesisht për shkak të faktit se shumë pyje rriten në territorin e vendit tonë. Para përdorimit të gazit natyror, ne në Rusi kishim pajisje të fuqishme gjeneruese të gazit të instaluara në shumë ndërmarrje. Instalime të tilla u përdorën për një kohë të gjatë përpara ardhjes së atyre që furnizoheshin me gaz natyror.
Sigurisht, më vonë një pajisje e tillë u shpall e vjetëruar. Nga fabrikat u hoqën gjeneratorët e gazit. Dhe deri më tani, për fat të keq, piroliza si një lloj karburanti alternativ ekonomik, ndryshe nga vendet evropiane, nuk është bërë i përhapur në Federatën Ruse. Sidoqoftë, ky lloj karburanti në Rusi aktualisht njihet si mjaft premtues. Prandaj, është e mundur që në një të ardhme të afërt gazi pirolizë të përdoret shumë më gjerë në vendin tonë. Në fund të fundit, përdorimi i një karburanti të tillë ju lejon jo vetëm të kurseni para, por edhe të kurseni mjedisin.
