ما هو التكسر الحراري للدائن

2 إجابتان

قبل شرح طريقة التكسير الحراري للدائن (البلاستيك) بهدف إعادة تدويره، تعرّف أولاً على البلاستيك أو البوليمرات فهو مادة ذات وزن جزيئي مرتفع، يستخدم في جميع نواحي حياتك اليوميّة، وله أنواع عديدة تبعاً لتركيبته الكيميائيّة:

  • البولي إيثيلين تيريفثاليت PET أو PETE وهو نوع قابل للتدوير لكن يحوي على مادة ثالث أكسيد الأنتيمون المسرطنة.
  • البولي اثيلين عالي الكثافة HDPE وهو نوع كثيف وسميك بالمقارنة مع النوع الأول، و عبارة عن سلسلة طويلة من البولميرات و يعد آمن وقابل للتدوير أيضاً.
  • بولي إيثلين منخفض الكثافة LDPE  وهو أبسط أنواع البلاستيك وأكثر الأنواع أماناً من بين الأنواع الأخرى لكن إعادة تدويره تعتبر عمليّة غير ممكنة.
  • PVC كلوريد البولي فينيل،و بولي بروبيلين وPP، و بولي ستيرين PSوالكثير من الأنواع الأخرى.

ونتيجة للاستخدام الواسع تكون نفايات البلاستيك كثيرة جداً والتخلص منها في المكب ليس حلّاً مفيداُ، كونها تتطلب الملايين من السنين حتّى تنحل بالإضافة إلى نتائجه الخطيرة على البيئة، لذلك يتم إعادة تدوير البلاستيك لتقليل كمية النفايات البلاستيكيّة وذلك يحتاج لطريقة مستديمة وتتمتع بموثوقيّة عالية وإحدى الطرق الشائعة لذلك هو طريقة التكسير الحراري أو الانحلال الحراري  (Pyrolysis plastic) حيث يتم تسخين المواد العضويّة بغياب الأوكسجين فتتحلل الجزيئات طويلة السلسلة إلى جزيئات أصغر لتركيب مركبات بترولية تكون بديلاً عن الوقود في المراجل والمولدات والتوربينات (العنفات) وذلك باستخدام محفز مناسب كمحفز زيوليت، فلا تتكون مركبات COX و SOX وNOX ،و حاليّاً أصبح البترول الناتج يكتسب اهتماماً واسعاً لتطوير الناتج عنه لسد حاجة الطلب على الوقود حيث العمليّة تنتج سائلاً بوزن عالي وبكفاءة تصل إلى80%.

تتميز هذه الطريقة بما يلي:

  • يستخدم الزيت الناتج في تطبيقات عديدة فيسد حاجة الطلب على الطاقة.
  • تعد هذه الطريقة صديقة للبيئة بسبب غياب الأوكسجين عن العمليات، والغاز الناتج عن احتراقه لا يسبب أي ضرر للبيئة أيضاً.
  • هذه الطريقة مرنة ولا تحتاج لفرز النفايات.
  • يمكن تحسين نوعيّة الوقود بزيادة قيمة الأوكتان.

خطوات التكسير الحراري للدائن:

لمتوسط الشهري والمتوسط السنوي لدرجات الحرارة

  1. يتم فصل النفايات البلاستيكيّة وتنظيفها وتقطيعها للإسراع من عمليّة التكسير والإنتاج.
  2. تعريض النفايات البلاستيكيّة المقطّعة لدرجة حرارة عالية في وسط خالٍ من الأوكسجين والحفاظ على درجة حرارة مناسبة تبعاً للهدف.
  3. تكثيف الغاز الناتج لتحويله إلى سائل وذلك بتمرير الغاز عبر أنبوب التكثيف أو عبر غمره بالماء مباشرةً.
  4. تنقية السائل الناتج ليصبح جاهزاً للاستخدام عبر التقطير الجزيئي.
  5. تحليل السائل الناتج ومعرفة خواصه الكيميائيّة والفيزيائيّة حتّى يكون آمناً عند استخدامه.

العوامل المؤثرة على عمليّة التكسير الحراري:

  • التركيب الكيميائي للمواد الخام: حيث يتم إعادة تدوير الأنواع PET و HDPE.
  • درجة الحرارة: تملك الحرارة دور مهم في ماهيّة المادة المنتجة وكميّتها فإذا كانت المادة المطلوبة بهيئة سائلة كالوقود تكون درجة الحرارة المطلوبة للعمليّة أكثر من 500 درجة مئويّة، بينما تكون درجة الحرارة المطلوبة بين (300-500) إذا كانت المادة المطلوبة فحماً.
  • نوع الغاز المساعد في العمليّة كالهيدروجين أو الهيليوم و الإيثلين والبروبيلين والنتروجين الأكثر استخداماً من قبل بالباحثين بسبب  تمتعه بسهولة وأمان عالٍ.
  • الضغط: عملية التكسير تزداد عند الضغط المرتفع وتؤثر على الإنتاج بشكل كبير.
  • الوقت الفعلي لعمليّة التكسير الحراري.
  • استخدام محفز الزيوليت.
  • نوع المفاعل.

أكمل القراءة

التكسر الحراري للدائن

إن عملية التكسر الحراري للدائن (البلاستيك) هي أسلوب شائع تتم فيه عملية التخلص من النفايات البلاستيكية وتحويلها إلى طاقة، على شكل وقود بحالات مختلفة، صلبة وسائلة وغازية، تتم عملية التحلل الحراري للنفايات البلاستيكية عند درجات حرارة تتراوح بين 300 درجة مئوية، و900 درجة مئوية باختلاف نوع البلاستيك الذي يحرق، وتتم العملية بغياب تام للأوكسجين بهدف إنتاج الوقود السائل.

تستخدم أنواع كثيرة من المحفزات بهدف تحسين عملية التحليل الحراري للدائن وتعزيز الكفاءة التي تجري بها العملية، تساهم كذلك في تقليل الوقت الذي تستغرقه هذه العملية، والحرارة المطلوبة في إتمام عملية التكسر، كما تستخدم في استهداف رد فعل محدد أو ناتج محدد من عملية التكسر.

أكثر المحفزات استخدامًا هي ZSM-5 و zeolite Y-zeoliteو  FCC و MCM-41، قد يشمل التفاعل الناتج عن استخدام المحفزات ردود فعل متنوعة ومختلفة، تختلف مع تغير نوع البلاستيك والمحفز المستخدمين.

تمر عملية التكسر الحراري للدائن بطريقة صديقة للبيئة بالعديد من المراحل:

  • المرحلة الأولى تكون بنقل كافة الكميات المُراد تحويلها إلى المفاعل عن طريق آلية التغذية التلقائية.
  • تبدأ المرحلة الثانية بتسخين الفرن، لتصل حرارته إلى ما يقارب 250 درجة مئوية، عندئذٍ تبدأ عملية توليد الزيت الذي يتخذ شكلًا غازيًا في البداية بشكل تدريجي.
  • يدخل الزيت في حالته الغازية إلى غرفة التكيف، فيبدأ بالتحويل من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.
  • يعود الغاز الذي لا يمكن إسالته إلى الفرن ليعاد تسخينه من جديد، أو يستخدم كوقود في عملية تسخين الفرن إلى درجة الحرارة المطلوبة.
  • عند الانتهاء من عملية إنتاج الزيت، تبدأ الحرارة بالانخفاض حتى تصل إلى 40 درجة مئوية، عندما تنزل الدرجة إلى أقل من ذلك، تبدأ عملية التخلص من مركب الكربون الأسود (carbon black) بشكل تلقائي.

فيما يلي جدول بمعدل إنتاج الزيت من كل نوع من أنواع البلاستيك التي يتم استخدامها لإنتاج الوقود:

Raw material                    Oil ratio

PE                        50%-75%

PP                        50%-75%

PS                        50%-75%

ABS                               40%

Plastic cable                     80%

Plastic bag                       50%

PVC                           غير متوفر

PET                           غير متوفر

أن عملية التكسر الحراري للدائن عملية مهمة جدًا للتخفيف من النفايات السامة البلاستيكية التي ترمى كل سنة بكميات هائلة في المطبات المكشوف والمحيطات، متسببةً تلوثًا كبيرًا في البيئة المحيطة والنظام الحيواني والبيئي المحيط.

كما أنه يمكن استخدام أنواع الوقود المختلفة التي يتم إنتاجها في أنواع الصناعات المختلفة، بما يخفف الحاجة لإنتاج الوقود، وهي عملية تتسبب في ضرر إضافي بالطبيعة المحيطة بالإضافة إلى إنتاج كميات كبيرة من الغازات السامة التي تسهم في ازدياد مشكلة الإحتباس الحراري، وحتى المواد الثانوية الناتجة عن عملية التكسر الحراري للبلاستيك كأسود الكربون يمكن استخدامها في بناء الطوب، أو كوقود في بعض الحالات.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو التكسر الحراري للدائن"؟