Mahitaji ya matumizi ya mafuta ya kiuchumi yamepitwa na wakati duniani. Kwa mfano, gesi ya pyrolysis tayari inatumiwa sana Ulaya leo. Kila aina ya vifaa vya jikoni, mitambo ya kupasha joto na hata magari yanaweza kutumia mafuta kama hayo.
Ufafanuzi
Kwa kweli, chini ya dhana yenyewe ya "pyrolysis" wanakemia wanaelewa mtengano wa dutu katika kiwango cha molekuli chini ya ushawishi wa joto la juu, kwa kawaida bila hewa. Misombo tata chini ya hali kama hizi hutengana kuwa rahisi zaidi. Katika kesi hii, aina anuwai ya vitu vipya huundwa katikati. Kimsingi, pyrolysis ni mchakato wa kawaida wa kunereka kikavu.
Gesi kutoka kwa kuni
mafuta yanapochomwa kwa joto la juu katika mazingira yasiyo na oksijeni, bidhaa zifuatazo za mwako huundwa:
- gesi ya pyrolysis;
- resin ya pyrolysis (bidhaa ya kioevu).
Bidhaa ya kwanza kutoka kwenye orodha ina, miongoni mwa mambo mengine, kipengele ambacho kinaweza pia kuundwa wakati wa mwako wa mafuta katika mazingira ya oksijeni. Hata hivyo, katika kesi hii, gesi inaweza kupatikana tu ikiwa mafuta yanachomwa kwa joto la si chini ya 500 ° C.
Bidhaa zipi zinaweza kutumika
vibota vya pyrolysis nyumbani vinaweza kuendeshwa kwa mbao za kawaida au pallets maalum, kwa mfano, kutoka kwa vumbi la mbao au vipandikizi vya mbao vilivyobanwa. Aina mbalimbali za taka za kaya na viwanda pia zinaweza kuwa pyrolyzed. Inachomwa kwa njia sawa, kwa mfano, mpira, matairi ya zamani ya gari, plastiki, mambo ya zamani, nk Katika kesi hiyo, pyrolysis inaruhusu si tu kupata kiasi fulani cha joto, lakini pia kuweka mazingira safi. Baada ya yote, kama unavyojua, plastiki haina kuoza ardhini kwa muda mrefu. Nyenzo zenye mafuta ya aina mbalimbali huchafua udongo wenyewe na vyanzo vya maji.
Pia inaweza kuchomwa kwa njia sawa:
- karatasi, kadibodi, nguo;
- methane;
- hidrokaboni;
- peat;
- mbao za bidhaa (pamoja na mbao zilizowekwa kwa kemikali);
- majani, majani, maganda ya kokwa, magugu.
Aidha, mabaki ya rangi, mafuta, n.k. yanaweza kurejeshwa kupitia mmenyuko wa pyrolysis. Hii pia husaidia kuweka mazingira safi.
Muundo
Gesi ya pyrolysis inayotokana ina, miongoni mwa mambo mengine, chembe chembe nyingi, kwa kawaida katika mfumo wa masizi. Pia ina aina mbalimbali za vipengele vya kemikali, kwa mfano, hidrojeni. Hata hivyo, kuumuundo wa gesi ya pyrolysis bado ni kama ifuatavyo:
- hidrokaboni tete;
- kaboni monoksidi.
Hatari sana kwa afya ya binadamu na hata maisha yake, CO katika hali kama hiyo hutengenezwa kutokana na mwako usio kamili wa mkaa.
Aina za pyrolysis
Kwa sasa, kuna aina mbili pekee kuu za miitikio kama hii. Pyrolysis inaweza kuwa:
- kavu;
- kioksidishaji.
Aina ya kwanza ya miitikio, kwa upande wake, imegawanywa katika:
- joto la chini;
- joto la juu.
Jinsi gesi huzalishwa: oxidative pyrolysis
Maoni haya kwa sasa yanaitwa rafiki zaidi wa mazingira na yenye tija. Pyrolysis hutokea katika kesi hii kwa joto la juu sana. Kwa mfano, methane inapochomwa kwa njia hii, asilimia fulani ya oksijeni huchanganywa nayo. Kwa mwako wa sehemu, dutu hii katika kesi hii hutoa kiasi kikubwa cha nishati. Matokeo yake, mabaki ya mchanganyiko huwashwa hadi joto la 16000 ° C.
Mwitikio wa pyrolysis oksidi hutumika zaidi kuchoma nyenzo mbalimbali za viwandani zenye mafuta, pamoja na plastiki na mpira. Gesi katika kesi hii inaweza kwenda, kwa mfano, kuweka joto kwenye maduka ya kampuni ya utupaji taka yenyewe.
Pyrolysis kavu
Mwingio huu hutokea bila ushiriki wa oksijeni na, kama ilivyotajwa tayari, inaweza kuwa joto la chini au la juu. Katika kesi ya kwanzamafuta huwashwa hadi kiwango cha juu - hadi 1000 ° C, kwa pili - zaidi ya 1000 ° C. Ili kupata kiasi kikubwa cha gesi ya pyrolysis yenyewe, athari za joto la juu hutumiwa hasa.
Mafuta yanapochomwa katika mazingira ya hadi 800 °C, gesi nyingi yenye thamani ya chini ya kalori hupatikana. Pia katika kesi hii, kiasi kidogo cha coke na resini za kioevu husalia.
Inayofaa zaidi ni kupata gesi ya pyrolysis kwenye joto la 900 hadi 1000 °C. Katika kesi hii, tayari kuna asilimia kubwa ya uzalishaji wake. Katika kesi hiyo, gesi iliyopatikana kwa njia hii ina thamani ya chini ya kalori. Bidhaa kama hiyo inazingatiwa, miongoni mwa mambo mengine, mafuta ya ubora wa juu, yanafaa kwa usafiri wa umbali mrefu.
mafuta yanapochomwa kwa halijoto kati ya 450 na 500 °C, pato huwa ndogo sana katika mabaki na gesi. Ya mwisho, hata hivyo, si ya ubora wa juu, kwa kuwa ina thamani ya juu zaidi ya kalori.
Mahali ambapo gesi inaweza kutumika
Mchakato wa pyrolysis hivyo huruhusu kupasha joto aina mbalimbali za majengo kwa hasara ndogo ya mafuta. Pia, kwa kutumia mmenyuko huu, mazingira huwekwa safi. Lakini gesi ya pyrolysis inayoundwa wakati wa mwako wa mafuta katika mazingira yasiyo na oksijeni inaweza kutumika wapi?
Bidhaa hii ya mwako leo inazingatiwa ulimwenguni kote kama chanzo mbadala cha kiuchumi cha nishati ya joto. Katika baadhi ya nchi za Ulaya, gesi ya pyrolysis imekuwa ya kawaida kwa muda mrefumafuta yanayotumiwa na kifaa cha kupasha joto maji (kwa mifumo ya kupasha joto na maji ya moto), umeme, mvuke.
viyoyozi
Tangu zamani, watu wamepasha joto nyumba zao kwa kutumia majiko ya kawaida ambayo yanatumika kwa kuni na makaa ya mawe. Baadaye, nyumba zilianza kuwa na boilers za kisasa za mafuta imara zinazofanya kazi kwa aina moja ya mafuta. Vitengo vile hutumiwa kwa joto la nyumba kwa wakati wetu. Wao ni gharama nafuu na kwa ajili ya ufungaji wao si lazima kupata vibali katika matukio mbalimbali. Walakini, boilers za kawaida za mafuta ngumu zina shida moja kubwa. Wanatumia mafuta kwa njia isiyo ya kiuchumi. Mabaki mengi ya mwako hubaki kwenye vyumba vya vitengo kama hivyo. Kwa kuongezea, sehemu ya joto inayotokana na vifaa hivyo huruka tu "chimney" pamoja na moshi.
Wahandisi walioamua kusahihisha minus hii ya boilers za mafuta ngumu, na hatimaye wakaja na vitengo vya kuongeza joto vya pyrolysis ambavyo ni vya gharama nafuu na rahisi kutumia. Katika boilers vile, kati ya mambo mengine, kuna vyumba vya ziada ambayo afterburning ya gesi pyrolysis hufanyika.
Mitikio katika jumla ya aina hii huendelea kwa upungufu mkubwa wa oksijeni (15%). Mbao au mafuta mengine yoyote katika aina hii ya vifaa huvunjika ndani ya gesi na kiasi kidogo cha mabaki ya isokaboni. Kwa gesi za pyrolysis, joto la mwako katika afterburner linaweza kufikia hadi 110-1200 °C.
Gesi nyingine inatumika wapi
pyrolysis inayotumika sana, kwa hivyo, hupokelewa katika mifumo ya kupasha joto na kupokanzwa maji. Pia mwitikio huu unatumika sana:
- katika sekta ya usindikaji;
- kwenye kemikali;
- wakati wa kuua.
Wakati mwingine gesi ya pyrolysis pia hutumiwa leo kama mafuta ya aina mbalimbali za vifaa au, kama ilivyotajwa tayari, magari.
Mitambo ya kuzalisha gesi
Vifaa vya aina hii hutumika kuzalisha mafuta ya hali ya juu ya pyrolysis, ambayo katika baadhi ya matukio yanaweza kuchukua nafasi, kwa mfano, gesi asilia asilia. Ufungaji kama huo ni tanuu za hermetic na usambazaji wa hewa unaoweza kubadilishwa. Chimney cha aina hii ya kifaa kinaweza, miongoni mwa mambo mengine, kuzuiwa.
Pata gesi ya pyrolysis katika usakinishaji kama ifuatavyo:
- Lazimisha hewa ndani ya tanuru kupitia pampu.
- Baada ya kuongeza maudhui ya usakinishaji kwa halijoto fulani, usambazaji wa hewa utasimamishwa.
- Moshi mnene mweusi unaotoka kwenye kitengo husafishwa kwa masizi kwa vimbunga.
- Ondoa mvuke wa maji kutoka kwa gesi ya pyrolysis ili kuongeza halijoto yake ya mwako (pita kwenye kipoza).
- Gesi hutiwa ndani ya kichujio laini, muundo wake ambao unajumuisha tanki la maji, usakinishaji wa kielektroniki na katriji za kadibodi.
Utakaso wa gesi za pyrolysis kabla ya matumizi yao katika sekta, na wakati mwingine katika maisha ya kila siku, lazima ufanyike bila kushindwa. Chembe ngumu na kila aina ya uchafu wa kemikali inaweza kusababisha uharibifu wa vifaa,kukimbia kwa aina hii ya mafuta. Zaidi, kwa mfano, gesi ya pyrolysis inaweza kusukumwa kwenye silinda.
Kutumia mafuta kutoka kwa jenereta ya gesi nyumbani
Usakinishaji wa aina hii hutumiwa mara nyingi, bila shaka, katika uzalishaji. Lakini wakati mwingine wanunuliwa kwa nyumba za kibinafsi. Kupata gesi ya pyrolysis nyumbani ni jambo rahisi. Mafundi wengine mara nyingi hata hutengeneza jenereta za gesi kwa mikono yao wenyewe.
Gesi inayopatikana kutoka kwa usakinishaji wa nyumbani inaweza kutumika kwa madhumuni tofauti. Mara nyingi sana, kwa mfano, wafanyabiashara binafsi huunganisha jiko la kawaida kwa jenereta za gesi. Mwako wa gesi ya pyrolysis sio kali kama gesi asilia. Hata hivyo, bado ni rahisi kutumia jiko kwa matumizi yaliyokusudiwa.
Pia, kwa mfano, jenereta inayojiendesha mara nyingi huunganishwa kwenye jenereta za gesi katika maisha ya kila siku. Oksijeni inapotolewa kwa kutumia gesi asilia, joto la mwali katika vifaa hivyo hufikia 2000 °C.
Kama ilivyotajwa tayari, nyumbani, gesi ya pyrolysis pia inaweza kutumika kama mafuta ya gari. Kwa programu kama hiyo, injini ya mashine itahitaji kubadilishwa kidogo tu. Wakati huo huo, injini za petroli na dizeli zinaweza kufanya kazi kwenye mafuta hayo. Gesi kama hiyo hutumiwa nyumbani, mara nyingi katika jenereta za umeme.
Vipengele vya programu
Kwa hivyo, gesi ya pyrolysis ina kiwango cha chini kidogo cha uhamishaji wa joto kuliko asili au iliyoyeyuka. Kwa hiyo, kwa ajili ya uendeshaji sahihi wa aina mbalimbali za joto navifaa vya jikoni, unapovitumia, kwa mwako sahihi, mkali zaidi, ni muhimu kuongeza usambazaji wake.
Katika vifaa vya jikoni, jeti zinaweza kuchimbwa kwa hili, kwa mfano. Tanuru ya gesi ya pyrolysis katika kesi hii itafanya kazi kwa njia sawa na kwenye gesi ya asili. Hiyo ni, nguvu ya mwako wa mafuta itakuwa sawa. Pia, kuhamisha aina mbalimbali za vifaa kwa aina nyingine ya gesi, firmware yake mara nyingi hubadilishwa. Katika magari yanayotumia mafuta kama haya, mfumo wa mafuta hubadilishwa kabisa.
mashine za kuchoma kuni
Katika Umoja wa Kisovieti mwanzoni mwa miaka ya 1920, lori za jenereta za gesi zilitumika sana. Katika miaka hiyo, hata tulifanya majaribio ya ushindani ya magari kama haya katika nchi yetu.
Injini ya kwanza ya jenereta ya gesi kwa gari katika USSR yetu iliwekwa na Profesa V. S. Naumov mnamo 1927. Mnamo 1928, Taasisi ya Kisayansi ya Magari na Trekta ilianza kuunda magari kama hayo nchini Urusi. Wataalamu wa taasisi hii kisha walifanya majaribio na mashine za kigeni "Imbert-Dietrich" na "Pip".
Jenereta ya kwanza ya gesi ya NATI-1 iliyojengwa katika nchi yetu ilifanya kazi kwa mbao za kawaida. Mnamo 1932, ufungaji wa NATI-3 pia uliundwa, iliyoundwa kwa mashua ya gari. Wakati huo huo, jenereta ya kwanza ya gesi ya gari ilionekana nchini Urusi, iliyoundwa kwa msaada wa jamii ya Avtodor. Ilipokea jina "Avtodor-1". Hata baadaye, mitambo kadhaa ya juu zaidi ya aina hii ilitengenezwa katika USSR. Muundo wa gesi ya pyrolysis iliyopatikana kutoka kwaomatumizi, kwa kweli ilikuwa ya hali ya juu sana. Magari yanayotumia mafuta haya yanajulikana kwa kutegemewa, utendakazi bora na maisha marefu ya huduma.
Wakati wa Vita vya Pili vya Dunia, lori za jenereta za gesi ZIS-5 na GAZ-AA zilitumika kikamilifu katika sehemu za mbele na nyuma katika USSR. Kufikia mwisho wa vita, takriban magari elfu 200 yenye injini za gesi ya pyrolysis yalikuwa tayari yanafanya kazi nchini.
Bila shaka, matumizi ya mafuta hayo yalisababishwa hasa na ukosefu wa bidhaa za mafuta nchini wakati huo. Hata hivyo, mtu haipaswi kufikiri kwamba gesi ya pyrolysis ilitumiwa tu kwa sababu ya upungufu wa bajeti ya serikali. Mafuta kama hayo katika siku hizo yalionekana kuwa yenye ufanisi na ya kuahidi na hayakutumiwa tu nchini Urusi. Kwa mfano, katika miaka ya 20-30 ya karne iliyopita, magari ya pyrolysis yalienea katika nchi kama vile Ufaransa, Ujerumani, Uingereza, Ufini na Uswidi. Pia, mashine zinazotumia gesi hiyo zilitumika sana katika baadhi ya nchi za Asia. Kwa mfano, magari ya aina hii yaliendeshwa kwa ufanisi wakati huo nchini Uchina, Japani na India.
Usuli wa kihistoria
Pyrolysis ya mbao ni mojawapo ya michakato ya kwanza ya kemikali ambayo ilianza kutumiwa kikamilifu na watu. Huko Urusi, kwa mfano, mmenyuko kama huo ulitumiwa sana mapema karne ya 12 kwa utengenezaji wa resin ya pine. Mwisho huo ulitumiwa zaidi kwa kamba za kuwatia mimba, na pia kwa usindikaji wa vyombo vya mto na baharini. Kwa kiwango cha viwanda, Wasweden walikuwa wa kwanza kutumia pyrolysis ili kuingiza kuni. Katika nchi hii, mmenyuko kama huo pia nihutumika kutengeneza utomvu wa kutunga mimba.
Mwanzoni mwa karne ya 20, baadhi ya shule bora zaidi za upakaji miti duniani zilianzishwa nchini Urusi. Hii ilikuwa, kwa kweli, hasa kutokana na ukweli kwamba misitu mingi inakua kwenye eneo la nchi yetu. Kabla ya matumizi ya gesi asilia, sisi nchini Urusi tulikuwa na vifaa vya nguvu vya kuzalisha gesi vilivyowekwa kwenye makampuni mengi ya biashara. Ufungaji kama huo ulitumika kwa muda mrefu kabla ya ujio wa zile zinazoendeshwa na gesi asilia.
Bila shaka, baadaye vifaa kama hivyo vilitangazwa kuwa havitumiki. Jenereta za gesi ziliondolewa kwenye viwanda. Na hadi sasa, kwa bahati mbaya, pyrolysis kama aina ya aina mbadala ya mafuta ya kiuchumi, tofauti na nchi za Ulaya, haijaenea katika Shirikisho la Urusi. Walakini, aina hii ya mafuta nchini Urusi kwa sasa inatambuliwa kuwa ya kuahidi kabisa. Kwa hiyo, inawezekana kwamba katika siku za usoni gesi ya pyrolysis itatumika sana katika nchi yetu. Baada ya yote, matumizi ya mafuta kama hayo huruhusu sio tu kuokoa pesa, lakini pia kuokoa mazingira.
