و الانحلال الحراري هو عملية التحلل الحراري حيث -of اكتب المواد أصل العضوية في الغالبية العظمى من يتعرض لدرجات حرارة عالية في وسط خاملة (بدون الأكسجين). عند معالجة المواد العضوية عن طريق الانحلال الحراري ، يتم الحصول على المنتجات المستخدمة في المجال الصناعي.
أحد العناصر التي يمكن الحصول عليها هو فحم الكوك ، والذي يستخدم كنوع من أنواع الوقود ذات الخصائص الصناعية. يمكنك أيضًا الحصول على biochar (المعروف باسم biochar) ، والذي يستخدم لتعديل أو تحسين التربة.
يحول الانحلال الحراري المادة العضوية إلى المواد المكونة لها في الحالة الغازية ، وهي أنواع صلبة متبقية تتكون من الكربون والرماد ، ومادة سائلة تعرف بالزيت الحيوي.
يؤدي هذا التفاعل إلى ظهور مركبات أخرى ، مثل الغازات أو السوائل غير القابلة للتكثيف التي يمكن تكثيفها ، في نفس الوقت الذي يحول فيه المادة بشكل لا رجعة فيه.
على الرغم من أن هذه التقنية مهمة جدًا ولها العديد من التطبيقات ، إلا أنها يمكن أن تولد عناصر ضارة بالبيئة وتمثل خطر السمية للكائنات الحية.
التفاعل الكيميائي للانحلال الحراري
تفاعل الانحلال الحراري ، كما ذكرنا سابقًا ، ينطوي على تطبيق درجات حرارة عالية جدًا في جو بدون أكسجين ، لإحداث تغييرات في الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد من خلال تحللها الحراري.
وبهذا المعنى ، فإن هذه العملية تحول مادة الأصل العضوي إلى المواد التي تتكون منها في المرحلة الغازية ، وهي أنواع متبقية في الطور الصلب يتكون من الكربون والرماد ، ومادة سائلة بخصائص زيتية تعرف بالزيت الحيوي.
يستخدم هذا التفاعل لإزالة المواد الملوثة من المواد العضوية ، ويتم تحقيق هذا الغرض من خلال طريقتين:
- تفتيت الجزيئات الملوثة عن طريق كسر الروابط لتشكيل أنواع ذات وزن جزيئي أصغر (المعروف باسم التدمير).
- فصل هذه المركبات الضارة عن المادة دون تدميرها.
لذلك ، تستخدم تقنية الانحلال الحراري على نطاق واسع في معالجة المواد العضوية التي تتعرض للكسر أو التحلل عند تعرضها للحرارة ، مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.
على العكس من ذلك ، يكون هذا التفاعل غير ناجح إذا كان سيتم استخدامه للقضاء على الأنواع غير العضوية مثل المركبات المعدنية ؛ ومع ذلك ، من الممكن استخدامه في العمليات التي تجعل هذه المعادن خاملة.
رد فعل الخشب
في حالة تفاعل الانحلال الحراري في الخشب ، تتضمن هذه العملية تطبيق درجات حرارة عالية جدًا (حوالي 1000 درجة مئوية) في بيئة خالية من الهواء. اعتمادًا على المنتجات التي سيتم الحصول عليها ، هناك العديد من العمليات التي يتم استخدامها بانتظام.
وتتمثل إحدى التقنيات في الكربنة ، حيث يتم نصب أعمدة خشبية مخروطية الشكل ومغطاة بالأرض لتسخينها في أفران معدنية ؛ ينتج هذا عن منتجات مختلفة ، مثل الكربون المنشط والأدوية والألعاب النارية وغيرها.
من ناحية أخرى ، ينتج عن التقطير المدمر حمض الأسيتيك والقطران ومواد أخرى عن طريق تسخين الخشب تدريجياً ، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة تدريجياً في الغرف المغلقة المستخدمة لهذا الغرض.
يتم استخدام التسييل أيضًا ، وهو إجراء شائع الاستخدام في إنتاج وقود في الطور السائل يُعرف باسم الزيت الحراري ، والذي يتم إنتاجه في خزانات مصممة لهذا الغرض.
تفاعل الزيت
عندما نتحدث عن الانحلال الحراري للبترول ، فإننا نشير إلى عملية تحلل أو تجزئة الهيدروكربونات عالية الوزن الجزيئي الموجودة في الخلائط التي تتكون منها هذه المادة.
وهكذا ، عندما تخضع بعض المنتجات المشتقة من النفط الخام لظروف معينة من الضغط ودرجة الحرارة ، فإن الجزيئات ذات الوزن الأكبر الموجودة فيها تخضع لعملية تكسير أو "تكسير" تقسمها إلى هيدروكربونات أخف (بنقطة أقل من غليان ووزن أقل).
هذا الإجراء ، الذي يستخدم في الغالب الأجزاء الثقيلة من النفط ، يحول كميات كبيرة من الهيدروكربونات الأليفاتية إلى جزيئات عطرية ويساعد في إنتاج وتحسين أنواع الوقود مثل البنزين والديزل ووقود الطائرات وغيرها.
بهذا المعنى ، يمكن فصل الجزيئات مثل الألكانات والألكينات والأنواع الأخرى ذات الوزن الجزيئي المنخفض الناتجة عن هذا التفاعل وتنقيتها من أجل الحصول على مادة خام ذات أهمية كبيرة لإجراءات أخرى ، مثل تخليق بعض المركبات العضوية.
تفاعل الكتلة الحيوية
يتضمن تفاعل الانحلال الحراري للكتلة الحيوية (المادة العضوية المترسبة من الكائنات الحية) تكسير الروابط الكيميائية في المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي ، مثل الهيميسليلوز أو السليلوز ، والتي تعتبر جزيئات كبيرة.
يتم تجزئة هذه المواد إلى أنواع غازية أصغر من خلال التفاعلات المعقدة للانقسام وفتح الحلقة وإزالة البلمرة ، لتحويل الكتلة الحيوية إلى مادة يمكن استخدامها من حيث الطاقة.
وفقًا لحالة التجميع التي توجد فيها في ظل الظروف البيئية العادية ، يمكن أن ينتج الانحلال الحراري للكتلة الحيوية ثلاثة أنواع من المواد: الفحم والقطران والغاز ؛ يمكن أن تؤدي إلى منتجات قيمة مثل الوقود الحيوي.
تفاعل الألكانات
كما ذكرنا سابقًا ، يتكون الانحلال الحراري من تحلل المواد العضوية عن طريق تطبيق الحرارة ، وفي حالة الألكانات ، يتم استخدام غرفة مغلقة في درجات حرارة عالية بطريقة مماثلة لأنواع الانحلال الحراري التي تم شرحها.
ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه الألكينات كبيرة ، فإن روابط الكربون والكربون تتكسر - بشكل عشوائي - على طول الجزيء وتنشأ أنواع جذرية مختلفة.
لذلك ، عندما يتم تجزئة سلسلة الألكيل لهذه المركبات ، يتم إنتاج ألكانات أصغر ، وبعض الألكينات (الإيثيلين بشكل أساسي) وأنواع أخرى أصغر مثل جذور الألكيل ، بالإضافة إلى الهيدروجين بكميات أقل أهمية.
المراجع
- ويكيبيديا. (سادس). الانحلال الحراري. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
- بريتانيكا ، إي (بدون تاريخ). الانحلال الحراري. تعافى من britannica.com
- وانغ ، س ، ولو ، زي (2017). الانحلال الحراري للكتلة الحيوية. تم الحصول عليها من books.google.co.ve
- برلين ، AA (2005). الفيزياء الكيميائية للانحلال الحراري والاحتراق والأكسدة. تعافى من books.google.co.ve
- مولدوفينو ، كارولاينا الجنوبية (2009). الانحلال الحراري للجزيئات العضوية: تطبيقات على القضايا الصحية والبيئية. تم الحصول عليها من google.co.ve