کاربردهای پیرولیز
پیرولیز، کاربردهای زیادی در زندگی روزمره و در صنعت دارد که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.
پخت و پز
در تهیه غذاها، به وفور از پیرولیز استفاده می‌کنیم. کاراملی کردن قندها، یک پیرولیز به شمار می‌رود که در نهایت، طعم و رنگ غذا تغییر پیدا می‌کند. البته این فرآیند، همیشه مطلوب نیست مانند سوختن و سیاه شدن غذا.
کُک، کربن، زغال
کربن و مواد غنی از کربن، خواص مطلوبی دارند اما حتی در دماهای بالا هم غیرفرار هستند. در نتیجه، از پیرولیز برای تولید انواع مختلفی از ترکیبات کربن استفاده می‌شود که در سوخت، تولید فولاد و سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پیرولیز چوب
زغال، سوخت بهتری نسبت به چوب است چراکه در مقایسه با آن، دود کمتری تولید می‌کند. استفاده از زغال در مکان‌هایی که از چوب به عنوان سوخت استفاده می‌کردند، مقدار آلودگی هوا را به شدت کاهش داد. فرآیند تولید کک شامل حرارت دادن مواد در کوره‌هایی با دمای بیش از ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد است که در نتیجه مولکول‌های این مواد به مواد فرار سبک‌تری تبدیل خواهند شد. این مواد فرار، از کوره خارج می‌شوند و ماده‌ای متخلخل حاوی کربن و خاکستر را به جای می‌گذارند. مقدار مواد فرار، به طور معمول بین ۲۰-۳۰ درصد وزنی را تشکیل می‌دهند.
تولید فولاد از پیرولیز با دمای بالا در مقیاس صنعتی برای تبدیل زغال به کک استفاده می‌شود و در مهندسی مواد کاربرد فراوان دارد که از آن‌جمله می‌توان به تولید فولاد اشاره کرد که نیاز به دمای بالا دارد. البته، کک را می‌توان از طریق روش‌های فرآوری نفت خام نیز تولید کرد.
فیبر کربن
فیبر کربن، رشته‌هایی از کربن است که بمنظور تولید الیاف کربنی از آن استفاده می‌شود. در تولید فیبر کربن، از ریسندگی پلیمری مخصوص و پیرولیز مواد در دمای بالا بهره می‌گیرند.
تولید اتیلن
پیرولیز در تولید اتیلن نیز کاربرد دارد. اتیلن ماده‌ای است که سالانه بیش از ۱۱۰ میلیون تن از آن به صورتی صنعتی به تولید می‌رسد. در این فرآیند، هیدروکربن‌های نفت خام در حضور بخار، تا دمای ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت می‌بینند. به این فرآیند، )کراکینگ بخار( (Steam Cracking) می‌گویند. از اتیلن تولیدی در ساخت ضدیخ، PVC و بسیاری از پلیمرها همچون پلی‌اتیلن و پلی‌استایرن بهره می‌گیرند.
بازیافت
از پیرولیز می‌توان در بازیافت پلاستیک‌ها استفاده کرد. اصلی‌ترین کاربرد آن، کاهش حجم زباله‌های تولیدی است. در حقیقت، پیرولیز منجر به تولید دوباره مونومرها و تبدیل آن‌ها به پلیمر می‌شود. البته در عمل، این فرآیند، به لحاظ زیست‌محیطی و اقتصادی مناسب نیست.
پاکسازی حرارتی
از پیرولیز به منظور پاکسازی حرارتی و حذف مواد آلی همچون پلیمرها، پلاستیک‌ها و پوشش‌های آلی از قطعات و محصولات تولیدی استفاده می‌شود. در طول زمان پاکسازی حرارتی، در دمایی بین ۳۱۰-۵۴۰ درجه سانتی‌گراد، مواد آلی از طریق پیرولیز و اکسیداسیون به مواد آلی فرار، هیدروکربن و گاز کربونیزه تبدیل می‌شوند. سیستم‌های مختلفی از پاکسازی حرارتی بهره می‌گیرند که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره شده است:
- حمام نمک مذاب: از قدیمی‌ترین روش های پاکسازی به شمار می‌آید که به کمک حمامی از نمک ذوب شده انجام می‌شود. البته این روش حاوی گاز سمی و خطرناک هیدروژن سیانید است.
- سیستم‌های بستر سیال: این سیستم‌ها از ماسه و اکسید آلومینیوم بمنظور ایجاد حرارت استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها نیز سرعت بالایی در پاکسازی دارند و ماسه و اکسید آلومینیوم نیز ذوب نمی‌شود. علاوه بر این، این روش فاقد هر نوع بو یا بخارات نامطبوع است و به طور معمول، فرآیند پاکسازی بین یک تا دو ساعت زمان می‌برد.
- آون (فر) خلا: این نوع سیستم‌ها، پیرولیز را در خلا بکار می‌گیرند که سبب جلوگیری از ایجاد فرآیند احتراق ناخواسته در داخل محفظه پاکسازی می‌شوند و معمولا فرآیند پاکسازی بین ۸-۳۰ ساعت به طول می‌انجامد.
سنتز مواد شیمیایی
از پیرولیز برای تولید مواد شیمیایی نیز استفاده می‌کنند. در تولید موادی همچون )پنتابوران( (Pentaborane) و دکابوران (Decaborane) و همچنین نانوذرات زیرکونیوم و اکسیدها از پیرولیز بهره می‌گیرند.
پیرولیز لاستیک
از پیرولیز به عنوان فرآیندی برای بازیافت لاستیک و تایرهای خودرو استفاده می‌کنند. با توجه به اینکه لاستیک خودرو‌ها و وسایل نقلیه، حجم عظیمی از زباله‌ها را تشکیل می‌دهد، پیرولیز و بازیافت آن‌ها راهکار بسیار مناسبی برای کاهش حجم زباله تولیدی به شمار می‌آید.
منبع : /پیرولیز/blog.faradars.org
Leave A Comment