پیرولیز ، Pyrolysis ، آذرکافت چیست؟

بخش پیرولیز:

واحد پیرولیز در حقیقت یک فرآیند شکست حرارتی کنترل شده که روی ترکیبات آلی در غیاب هوا تحت یک فشار کنترل شده و کاهیده انجام گرفته و موجبات تولید روغن پیرولیز ,دوده و گاز و خاکستر می گردد. چون فرآیند کاملا تخصصی است و مطابق نوع خوراک تجهیزات فرق می کند .البته به طور عموم شامل تجهیزات زیر می باشند:

• کوره دوار با سرعت بسیار ملایم بدون نفوذ هوا به محتویات داخل کوره که مقاوم به موادهای خورنده و آتشخوار هستند که زود مستهلک نگردد.
• اتاق و یا برج کاتالیست که شامل کاتالیستهای تخصصی بویژه زئولیت نوع ZSM5 و یا کلرید کلسیم و یا اکسید و یا کلرید آلومنیوم و…می باشد.
• سرعت شکنهای قبل از ورود به مبدل وبهمراه سپراتورهای گاز – مایع که نقش اساسی در تنظیم سرعت در دماههای بالا دارند.
• مبدل دوبل و مبدل تک مرحله ای و استخری برای کندانس کردن هیدروکربنهای گازی به مایع و جمع آوری در دسیلاتورها وسپراتورهای گاز-مایع
• کولینگ تاورهای قوی درسه جای مختلف خط پیرولیز به خنک کردن سیالات می پردازد.
• تجهیزات سرعت شکنها در سیستمهای سپراتورها
• دسیلاتور و پمپ وکیوم برای ایجاد فشار منفی داخل سیستم وجلوگیری از تجمع گازها در داخل فرآیند و همچنین جمع آوری برشهای سبک گازی در مخزن وسپس انتقال به مسیر زیر کوره وسوزاندن آنها برای تامین انرژی موردنیاز
• سیکلونهای جمع آوری دوده ها قبل از مکنده بزرگ برای جلوگیری از آلودگی زیست محیطی
• دودکش وبرج شستشو با محلول قلیا برای جلوگیری از انتشار گازهای آلاینده در فضا
• تجهیزات ایمنی وتخصصی بک فایرها

فرآیند پیرولیز یک روش بازیافت تخصصی است که در نتیجه این فرآیند محصولات نظیر روغن و یا سوخت پیرولیز و گاز سوختی و همچنین دوده پیرولیزی حاصل می گردد.

کلمه پیرولیزازلغت یونانی PYRبه معنی آتش و LYSIS به معنی شل شدن گرفته شده است.

در واقع پیرولیز به معنی گسستگی در آثر گرماست. درحالت کلی برای سوختن ۳شرط لازم است: اکسیژن, گرما و ماده سوختنی. با هذف اکسیژن از محیط این مثلث ناقص می شود و بنابراین سوختن رخ نمی دهد. دمای بالا در محیط بدون وجود اکسیژن باعث شکستن پیوندهای مواد هیدروکربنی, لاستیک و پلاستیک می گردد.

در نتیجه مواد شکسته شده تبخیر شده و از محیط کوره خارج می گردد. اما در انتهای فرآیند پیرولیز ماده ای بنام دوده می ماند که فرار نیست و حالت بخارشدنی ندارد و در ظرف احتراق یا کوره باقی می ماند.

در بعضی از فرآیندهای پیرولیز در محیط پیرولیز از گاز خنثی مثل نیتروژن استفاده می گردد. که مانع سوختنن هیدروکربن می گردد. از این نوع فرآیند برای پیرولیز لاستیکهای حاصل از فرآیند کوپلیمر اتیلن و پروپیلن استفاده می گردد که این گازخنثی مانع سوختن پلیمر می گردد. ضمنا گاز خنثی نیتروژن چون ارزان و در دسترس است استفاده می گردد.

بسته به نوع هیدروکربن و پلیمر و مخلوط پلیمرها و شرایط عملیاتی محصولات تولید حاصل از فرآیند پیرولیز مقدار متفاوتی خواهند داشت.

فرآیند پیرولیز در درجه نسبتا پائین شروع شده و در دماهای حدود ۴۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد به شدت انجام می شود.

امروزه این فرآین پیشرفت نسبتا خوبی داشته است. به ویژه تولید روغن  از پیرولیز مواد ضایعاتی نفتی که بعنوان مواد سوختی مورد توجه قرار گرفته است. فرآیند پیرولیز هنوز هم در صنایع برای تولید  زغال ازچوب, کک و گاز از زغال و گاز سوختی و قیر از بخش سنگین نفت بکار می رود.

در اثر پیرولیز مواد زائد با ترکیبات پیچیده فرآورده های روغنی ناشی می شوند که دارای دانسیته انرژی بالایی می باشند و هر واحد وزن آن دارای انرژی بالاتری نسبت به بقیه مواد زائد خام است.روغن یا نفت حاصل از فرآیند پیرولیز مزایایی دارد که از آن می توان در ماشینهای دیزلی و بنزینی استفاده کرد. اگر چه ممکن است خاصیت سوختی نفت و روغن حاصل از پیرولیز با مشخصات سوختهای ناشی از نفت خام منطبق نباشند, ولی با کمی تغییر می توان از آنها بعنوان جایگزین سوخت استفاده کرد. از زغال حاصل از فرآیند پیرولیز می توان همانند یک سوخت جامد استفاده نمود, همچنین زغال می تواند مانند کربن سیاه یا کربن فعال در درجه حرارت بالا باشد.

گازهای حاصل از فرآیند پیرولیز دارای ارزش حرارتی زیادی هستند و حتی می توانند انرژی مورد نیاز سیستم پیرولیز را تامین کنند. ترکیبات گازی پیرولیز ,تابعی از درجه حرارت فرآیند پیرولیز می باشند. بعنوان مثال در درجه حرارتهای پائین پیرولیز گاز دی اکسید کربن غالب است. در صورتیکه در درجه حرارتهای بالا در پیرولیز مونواکسید کربن غالب می باشد.

روشهای مختلف پیرولیز :

• پیرولیز در خلا
• پیرولیز گاز خنثی (اتمسفریک)
• پیرولیز نمک مذاب
• پیرولیز اتو-گرمایی در راکتور بستر سیالی با تامین اکسیژن محدود به طوری که گرمای مورد نیاز پیرولیز از احتراق بخشی از هیدروکربنها یا لاستیک و یا پلاستیکها تامین شود.