Pyrolyse

Nous expliquons ce qu'est la pyrolyse, le processus, la courbe de pyrolyse, les types qui sont et donnent plusieurs exemples

Qu'est-ce que la pyrolyse?

La pyrolyse Il s'agit de la décomposition thermique de matériaux à températures élevées sous une atmosphère inerte. Ce type d'atmosphère ne contient pas d'oxygène et est formé principalement par l'azote, ce qui garantit que la décomposition n'est causée que par la chaleur.

Dans les processus de pyrolyse, les composés organiques grands et complexes sont divisés en beaucoup plus simples et plus petits. Certains de ces composés s'évaporent et deviennent des gaz, d'autres deviennent des liquides visqueux sombres et une bonne partie devient du charbon.

À l'heure actuelle, la pyrolyse est utilisée comme moyen de transformer différents types de déchets et de déchets solides en carburants qui peuvent ensuite être utilisés pour générer de l'énergie.

Lorsque nous faisons frire les aliments, la pyrolyse se produit

Un exemple de pyrolyse C'est ce qui arrive à la nourriture lorsque vous les frire dans l'huile. L'huile aide à chauffer les aliments sans les toucher, donc cela permet à la pyrolyse de se produire. C'est ce qui produit la saveur et la couleur dans les aliments frits. En fait, quand nous disons que quelque chose a été brûlé, ce qui s'est passé, c'est que la pyrolyse a fait du charbon.

Le processus de pyrolyse

La pyrolyse est un processus complexe qui implique de nombreuses réactions chimiques. Cette complexité est déterminée par plusieurs facteurs:

• Cela dépend du type de substance qui est pirolisé. Ce n'est pas la même chose de décomposer le sucre qu'une huile, car les réactions seront différentes.
• Les différentes réactions de la pyrolyse commencent et se terminent à différentes températures.
• Varie selon la vitesse à laquelle la substance est chaude.
• Cela dépend s'il s'agit d'une substance pure ou d'un mélange de différents types de substances.
• Cela dépend de l'humidité de l'échantillon.

Réacteurs

Pour effectuer le processus de pyrolyse, il est nécessaire d'utiliser un réacteur. Ce n'est rien de plus qu'un type de récipient fermé (similaire à un pot de pression) qui peut être chauffé sans l'air.

Peut vous servir: Samario: caractéristiques, structure, obtention, utilisations

Produits de pyrolyse

Quelle que soit sa complication, la pyrolyse de la plupart des composés organiques donne presque toujours les mêmes types de produits. Ceux-ci peuvent être regroupés comme suit:

• Charbon

Charbon

C'est le résidu solide de la pyrolyse. C'est un solide noir qui est principalement composé de différentes formes de carbone. C'est ce qui reste lorsque la nourriture est brûlée.

• Bioaceite

Bioaceite

C'est un liquide visqueux et sombre, presque noir. Il contient du goudron, de la rupture et d'autres composés organiques liquides tels que les acides, les esters, les alcools, etc.

• Biogaz

Les gaz qui se produisent pendant la pyrolyse de matériaux tels que le bois, le papier et d'autres déchets organiques sont appelés Biogaz. Cela contient un mélange de plusieurs gaz, notamment du monoxyde de carbone et du gaz que nous utilisons pour cuisiner, entre autres.

Courbe de pyrolyse

Les courbes de pyrolyse sont graphiques que les produits chimiques utilisent pour étudier le processus de pyrolyse. Avec eux, vous pouvez déterminer à quelle température la pyrolyse commence et se termine, si la chaleur et d'autres caractéristiques du processus sont absorbées ou libérées.

Ces courbes sont obtenues par deux techniques importantes appelées thermogravimétriques (ATG) et calorimétrie à balayage différentiel (CDB), qui sont complétées par chromatographie en phase gazeuse (CG), comme décrit ci-dessous:

Analyse thermogravimétrique (ATG)

Cette technique consiste à peser une substance car elle est chauffée, puis à représenter la pâte par rapport à la température.

Lorsque la pyrolyse et les composés chimiques se produisent dans un échantillon qu'ils décomposent et s'évaporent, l'échantillon devient plus léger, car la pâte diminue.

Calorimétrie de balayage différentiel (CDB)

Cette technique est utilisée pour mesurer la quantité de chaleur qu'une substance absorbe ou libère pendant les différentes étapes de la pyrolyse. Si vous absorbez la chaleur, on dit que le processus est endothermique, Et si vous le libérez, on dit que c'est exothermique.

Peut vous servir: utilisations et applications d'Alceans

Chromatographie en phase gazeuse (CG)

Dans la plupart des cas, les deux techniques précédentes sont utilisées avec la chromatographie en phase gazeuse. Cela sert à séparer et à identifier tous les produits de la pyrolyse.

Types de pyrolyse

La pyrolyse est classée selon la vitesse à laquelle les substances sont chauffées:

Pyrolyse ou carbonisation lente

C'est le type de pyrolyse qui est utilisé depuis des centaines d'années pour produire du charbon à partir de bois. C'est un processus lent qui peut durer jusqu'à 48 heures et est chauffé à environ 500 ° C.

Pyrolyse intermédiaire ou conventionnelle

Dans ce cas, le chauffage est plus rapide et la pyrolyse est effectuée pendant 5 à 10 minutes. La pyrolyse intermédiaire est souvent utilisée pour convertir les déchets tels que la sciure, la nourriture et même les déchets d'égouts en carburants secondaires.

Pyrolyse rapide

C'est celui dans lequel les échantillons sont rapidement chauffés jusqu'à 425-600 ° C en quelques secondes pour que la pyrolyse se produise, puis les produits sont rapidement frais. Il est utilisé pour produire autant de bioaceite que possible.

Pyrolyse flash ou très rapide

C'est très similaire à celui précédent, mais beaucoup plus rapide. En moins d'une demi-seconde, la substance est chauffée à plus de 1000 ° C, la pyrolyse se produisant en très peu de temps et produisant beaucoup plus de bioaceite que dans tous les cas précédents.

Pyrolyse de vide

Comme son nom l'indique, il est effectué dans un vide et dure entre 2 et 30 secondes. La vitesse de chauffage est moyenne, la température maximale est généralement de 400 ° C et son produit principal est la bioaceite.

Peut vous servir: électrolytes faibles: concept, caractéristiques, exemples

Exemples de réactions de pyrolyse

• Pyrolyse du glucose: Il est également connu sous le nom de caramélisation et se produit à 160 ° C.
• Pyrolyse de la cellulose: Il commence à 280 ° C et se termine au-dessus de 500 ° C. Au début, la cellulose se déshydrate et certaines liaisons sont brisées, puis la chaîne des sucres se brise et forme un mélange de déclenchement.
• Pyrolyse à l'huile végétale: Les huiles végétales ainsi que les graisses animales contenant des triglycérides peuvent devenir biodiesel par pyrolyse.
• Pyrolyse de frottement utilisé: La dégradation commence à 152 ° C et se termine à environ. 490 ° C. Cela implique une perte totale de 67% de la masse en caoutchouc d'origine.
• Pyrolyse en plastique: Il est réalisé à des températures entre 300 et 900 ° C. Les catalyseurs sont presque toujours utilisés pour améliorer la conversion du polymère en huiles combustibles.

Les références

1. Dhyani, v., & Bhaskar, t. (2019). Pyrolyse de la biomasse. Biofuels: alternatives de matières premières et processus de conversion pour la production de biocarburants liquides et gazeux, 217-244.Doi: 10.1016 / B978-0-12-816856-1.00009-9
2. Lee, Sze Ying & Sankran, Revathy & Kit Wayne, Chew & Tan, Chung Hong & K, Rambabu & Show, Pau-Loke. (2019). Déchets à la bioénergie: une revue sur les technologies de conversion récentes. Énergie BMC. 1. dix.1186 / S42500-019-0004-7.
3. P'tit., Rowbotham, J. S., Christopher Greenwell, H., & Dyer, P. W. (2013). Une introduction à la pyrolyse et à la pyrolyse catalytique: techniques polyvalentes pour la conversion de la biomasse. Développements nouveaux et futurs en catalyse, 173-208.Doi: 10.1016 / B978-0-444-53878-9.00009-6
4. Miandad R, Rean M, Barakat MA, Aburiazaiza AS, Khan H, Ismail Imi, Dhavamani J, Gardy J, Hassanpour A et Nizami A-S (2019) Pyrolyse catalytique des déchets plastiques: se déplaçant vers les bioréfineries basées sur la pyrolyse. Energy Res. 7 (27). Doi: 10.3389 / Fenrg.2019.00027
5. Pyrolyse. (20 mars 2021). Dans Wikipédia.org. Pris à partir de.Wikipédia.org
6. Rojas, un.F., Aranzazu, L.M. (2016). Analyse thermogravimétrique et étude cinétique de la pyrolyse des déchets solides vétérinaires. Ingénierie, 21 (3). 276-289.