Пиролиз

Термическое разложение материалов при повышенных температурах в инертной атмосфере

Горящие куски дерева, демонстрирующие различные стадии пиролиза с последующим окислительным горением.

Процесс пиролиза (или удаления летучих веществ ) представляет собой термическое разложение материалов при повышенных температурах, часто в инертной атмосфере. ^[1]

Этимология

Слово пиролиз образовано от греческих элементов пиро- (от древнегреческого πῦρ: pûr — «огонь, жар, лихорадка») и лизис (λύσις: lúsis — «разделение, ослабление»).

Приложения

Пиролиз чаще всего используется при обработке органических материалов. Это один из процессов обугливания древесины . ^[2] Как правило, пиролиз органических веществ производит летучие продукты и оставляет уголь — твердый остаток, богатый углеродом. Экстремальный пиролиз, при котором в остатке остается в основном углерод , называется карбонизацией . Пиролиз считается первым этапом процессов газификации или сгорания. ^{[3] [4]}

Этот процесс широко используется в химической промышленности , например, для производства этилена , многих форм углерода и других химикатов из нефти, угля и даже древесины или для производства кокса из угля . Он также используется при переработке природного газа (в первую очередь метана ) в газообразный водород и твердый уголь , недавно внедренный в промышленные масштабы. ^[5] Амбициозные применения пиролиза позволят превратить биомассу в синтез-газ и биоуголь , отходы пластмассы обратно в пригодную к использованию нефть или отходы в безопасно утилизируемые вещества.

Терминология

Пиролиз — это один из различных типов процессов химического разложения, которые происходят при более высоких температурах (выше точки кипения воды или других растворителей). Он отличается от других процессов, таких как горение и гидролиз, тем, что обычно не требует добавления других реагентов, таких как кислород (O ₂ при горении) или вода (при гидролизе). ^[6] При пиролизе образуются твердые вещества ( уголь ), конденсирующиеся жидкости (легкая и тяжелая нефть и деготь ) и неконденсирующиеся газы. ^{[7] [8] [9] [10]}

Пиролиз отличается от газификации . В химической промышленности пиролизом называют частичную термическую деградацию углеродсодержащих материалов, которая происходит в инертной (бескислородной) атмосфере и приводит к образованию как газов, жидкостей, так и твердых веществ. Пиролиз можно расширить до полной газификации, при которой в основном образуется газ, ^[11] часто с добавлением, например, водяного пара для газификации остаточных углеродистых твердых веществ, см. Паровой риформинг .

Типы

К конкретным типам пиролиза относятся:

• Карбонизация — полный пиролиз органических веществ, в результате которого обычно остается твердый остаток, состоящий в основном из элементарного углерода .
• Пиролиз метана — прямое преобразование метана в водородное топливо и отделяемый твердый углерод , иногда с использованием расплавленных металлических катализаторов.
• Гидропиролиз в присутствии перегретой воды или пара с образованием водорода и значительного количества углекислого газа в атмосфере.
• Сухая перегонка , как при первоначальном производстве серной кислоты из сульфатов .
• Деструктивная перегонка , как при производстве древесного угля , кокса и активированного угля .
  • Сжигание древесного угля , производство древесного угля.
  • Производство смолы путем деструктивной перегонки древесины в смоляных печах .
• Карамелизация сахаров.
• Процессы приготовления при высокой температуре , такие как запекание , жарка , поджаривание и приготовление на гриле .
• Крекинг более тяжелых углеводородов в более легкие, как при нефтепереработке .
• Термическая деполимеризация , при которой пластмассы и другие полимеры расщепляются на мономеры и олигомеры .
• Керамизация ^[12] предполагает формирование керамики на основе полимеров из прекерамических полимеров в инертной атмосфере .
• Катагенез , естественное преобразование захороненного органического вещества в ископаемое топливо .
• Мгновенный вакуумный пиролиз , используемый в органическом синтезе .

Другие типы пиролиза относятся к другой классификации, в которой основное внимание уделяется условиям эксплуатации пиролиза и используемой системе нагрева, которые влияют на выход продуктов пиролиза.

История

Дубовый уголь

Пиролиз использовался для превращения древесины в древесный уголь с древних времен. Древние египтяне использовали жидкую фракцию, полученную при пиролизе кедровой древесины, в процессе бальзамирования . ^[15]

Сухая перегонка древесины оставалась основным источником метанола до начала 20 века. ^[16] Пиролиз сыграл важную роль в открытии многих химических веществ, таких как фосфор из гидрофосфата аммония, натрия NH ₄ NaHPO ₄ в концентрированной моче , кислород из оксида ртути и различных нитратов . ^{[ нужна цитата ]}

Общие процессы и механизмы

Процессы термической деструкции органических веществ при атмосферном давлении.

Пиролиз обычно заключается в нагревании материала выше температуры его разложения , разрыве химических связей в его молекулах. Фрагменты обычно становятся более мелкими молекулами, но могут объединяться с образованием остатков с большей молекулярной массой, даже аморфных ковалентных твердых веществ . ^{[ нужна цитата ]}

Во многих условиях может присутствовать некоторое количество кислорода, воды или других веществ, так что помимо собственно пиролиза могут происходить горение, гидролиз или другие химические процессы. Иногда эти химикаты добавляются намеренно, например, при сжигании дров , при традиционном производстве древесного угля или при паровом крекинге сырой нефти. ^{[ нужна цитата ]}

И наоборот, исходный материал можно нагревать в вакууме или в инертной атмосфере , чтобы избежать побочных химических реакций (таких как горение или гидролиз). Пиролиз в вакууме также снижает температуру кипения побочных продуктов, улучшая их извлечение.

^{Когда органическое} вещество нагревается при повышенных температурах в открытых контейнерах, обычно происходят следующие процессы, последовательные или перекрывающиеся ^{стадии :}

• При температуре ниже 100 °C летучие вещества, включая некоторое количество воды, испаряются . Чувствительные к нагреванию вещества, такие как витамин С и белки , могут частично измениться или разложиться уже на этом этапе.
• При температуре около 100 °C или немного выше вся оставшаяся вода, которая просто впитывается в материал, выводится. Этот процесс потребляет много энергии , поэтому температура может перестать повышаться, пока вся вода не испарится. Вода, попавшая в кристаллическую структуру гидратов , может выйти при несколько более высоких температурах.
• Некоторые твердые вещества, такие как жиры , воски и сахара , могут плавиться и отделяться.
• При температуре от 100 до 500 °C многие распространенные органические молекулы разрушаются. Большинство сахаров начинают разлагаться при температуре 160–180 °C. Целлюлоза , основной компонент древесины, бумаги и хлопчатобумажных тканей, разлагается при температуре около 350 °C. ^[3] Лигнин , еще один важный компонент древесины, начинает разлагаться при температуре около 350 °C, но продолжает выделять летучие продукты до 500 °C. ^[3] Продукты разложения обычно включают воду, окись углерода CO и/или диоксид углерода CO ₂ , а также большое количество органических соединений. ^{[4] [17]} Газы и летучие продукты покидают образец, а некоторые из них могут снова конденсироваться в виде дыма. Как правило, этот процесс также поглощает энергию. Некоторые летучие вещества могут воспламениться и сгореть, образуя видимое пламя . Нелетучие остатки обычно становятся богаче углеродом и образуют большие неупорядоченные молекулы, цвета которых варьируются от коричневого до черного. Говорят, что на этом этапе материал «обуглился » или «обуглился».
• При 200–300 °C, если не исключить кислород, углеродистый остаток может начать гореть в результате сильно экзотермической реакции , часто без видимого пламени или с небольшим видимым пламенем. Как только начинается горение углерода, температура самопроизвольно повышается, превращая остаток в тлеющий уголек и выделяя углекислый газ и/или монооксид. На этом этапе часть азота , все еще остающегося в остатке, может быть окислена до оксидов азота, таких как NO 2 и N 2 O 3 . На этом этапе сера и другие элементы, такие как хлор и мышьяк, могут окисляться и улетучиваться.
• После завершения сгорания углеродистого остатка часто остается порошкообразный или твердый минеральный остаток ( зола ), состоящий из неорганических окисленных материалов с высокой температурой плавления. Некоторая часть золы могла остаться во время сгорания, унесенная газами в виде летучей золы или выбросов твердых частиц . Металлы, присутствующие в исходном веществе, обычно остаются в золе в виде оксидов или карбонатов , например поташа . Фосфор из таких материалов, как кости , фосфолипиды и нуклеиновые кислоты , обычно остается в виде фосфатов .

Проблемы безопасности

Поскольку пиролиз происходит при высоких температурах, превышающих температуру самовоспламенения образующихся газов, при наличии кислорода существует опасность взрыва. Для контроля температуры в системах пиролиза необходим тщательный контроль температуры, который может быть достигнут с помощью контроллера пиролиза с открытым исходным кодом . ^[18] При пиролизе также образуются различные токсичные газы, в основном окись углерода . Наибольший риск пожара, взрыва и выброса токсичных газов возникает при запуске и остановке системы, работе с перерывами или во время сбоев в работе. ^[19]

Продувка инертным газом необходима для предотвращения риска взрыва. Процедура нетривиальна, и неспособность обеспечить доступ кислорода приводила к несчастным случаям. ^[20]

Возникновение и использование

Готовка

Пиролиз имеет множество применений в приготовлении пищи. ^[21] Карамелизация — это пиролиз сахаров в пищевых продуктах (часто после того, как сахара образуются в результате распада полисахаридов ). Еда становится коричневой и меняет вкус. Отличительные ароматы используются во многих блюдах; например, карамелизированный лук используется во французском луковом супе . ^{[22] [23]} Температуры, необходимые для карамелизации, лежат выше точки кипения воды. ^[22] Температура масла для жарки может легко подняться выше точки кипения. Если закрыть сковороду крышкой, вода останется внутри, а часть ее снова конденсируется, сохраняя температуру слишком низкой для коричневого цвета в течение более длительного времени.

Пиролиз пищевых продуктов также может быть нежелательным, например, при обугливании сгоревшей пищи (при температурах, слишком низких для того, чтобы окислительное горение углерода привело к образованию пламени и сжиганию пищи до пепла ).

Кокс, углерод, древесный уголь и полукоксы

Используемые древесноугольные брикеты , часто изготавливаемые из прессованных опилок или аналогичных материалов.

Углерод и богатые углеродом материалы обладают желаемыми свойствами, но нелетучими даже при высоких температурах. Следовательно, пиролиз используется для производства многих видов углерода; их можно использовать в качестве топлива, в качестве реагентов в сталеплавильном производстве (кокс), а также в качестве конструкционных материалов.

Древесный уголь является менее дымным топливом, чем пиролизованная древесина. ^[24] В некоторых городах запрещают или запрещали разжигание дров; когда жители используют только древесный уголь (и обработанный аналогичным образом каменный уголь, называемый коксом ), загрязнение воздуха значительно снижается. В городах, где люди обычно не готовят и не обогревают огнем, в этом нет необходимости. В середине 20-го века «бездымное» законодательство в Европе требовало более чистых методов сжигания, таких как коксовое топливо ^[25] и дымосжигательные печи ^[26] , в качестве эффективной меры по снижению загрязнения воздуха ^[25].

Кузница с вентилятором, нагнетающим воздух через слой топлива, чтобы повысить температуру огня. На периферии уголь пиролизуется, поглощая тепло; кокс в центре представляет собой почти чистый углерод и выделяет много тепла при окислении углерода.

Типичные органические продукты, получаемые пиролизом угля (X = CH, N).

Процесс производства кокса или «коксования» заключается в нагревании материала в «коксовых печах» до очень высоких температур (до 900 °C или 1700 °F), так что молекулы расщепляются на более легкие летучие вещества, которые покидают сосуд. и пористый, но твердый остаток, состоящий в основном из углерода и неорганической золы. Количество летучих веществ варьируется в зависимости от исходного материала, но обычно составляет 25–30% от его массы. Высокотемпературный пиролиз используется в промышленных масштабах для превращения угля в кокс . Это полезно в металлургии , где для многих процессов необходимы более высокие температуры, например, при производстве стали . Также часто полезны летучие побочные продукты этого процесса, в том числе бензол и пиридин . ^[27] Кокс также можно производить из твердых остатков переработки нефти.

Оригинальная сосудистая структура древесины и поры, созданные выходящими газами, образуют легкий и пористый материал. Начав с плотного древесноподобного материала, такого как скорлупа орехов или персиковые косточки , можно получить форму древесного угля с особенно мелкими порами (и, следовательно, с гораздо большей площадью поверхности пор), называемую активированным углем , который используется в качестве адсорбента для широкий спектр химических веществ.

Биоуголь представляет собой остаток неполного органического пиролиза, например, в результате приготовления пищи. Это ключевой компонент почв terra preta , связанных с древними коренными общинами бассейна Амазонки . ^[28] Местные фермеры очень ценят Terra preta из-за ее превосходного плодородия и способности стимулировать и сохранять расширенный набор полезной микробиоты по сравнению с типичной красной почвой региона. В настоящее время предпринимаются попытки воссоздать эти почвы с помощью биоугля , твердых остатков пиролиза различных материалов, в основном органических отходов.

Углеродные волокна, полученные пиролизом шелкового кокона. Электронная микрофотография, масштабная линейка внизу слева показывает 100 мкм .

Углеродные волокна — это углеродные нити, которые можно использовать для изготовления очень прочной пряжи и текстиля. Предметы из углеродного волокна часто производятся путем прядения и плетения желаемого предмета из волокон подходящего полимера , а затем пиролиза материала при высокой температуре (от 1500–3000 °C или 2730–5430 °F). Первые углеродные волокна были изготовлены из вискозы , но наиболее распространенным исходным материалом стал полиакрилонитрил . Для своих первых работоспособных электрических ламп Джозеф Уилсон Свон и Томас Эдисон использовали углеродные нити, полученные пиролизом хлопчатобумажной пряжи и бамбуковых щепок соответственно.

Пиролиз — это реакция, используемая для покрытия предварительно сформированной подложки слоем пиролитического углерода . Обычно это делается в реакторе с псевдоожиженным слоем, нагретом до 1000–2000 °C или 1830–3630 °F. Пиролитические углеродные покрытия используются во многих областях, включая искусственные клапаны сердца . ^[29]

Жидкое и газообразное биотопливо

Пиролиз лежит в основе ряда методов получения топлива из биомассы , т.е. лигноцеллюлозной биомассы . ^[30] Культуры, изучаемые в качестве сырья биомассы для пиролиза, включают местные травы прерий Северной Америки, такие как просо , а также выведенные версии других трав, таких как Miscantheus giganteus . Другие источники органических веществ в качестве сырья для пиролиза включают зеленые отходы, опилки, древесные отходы, листья, овощи, ореховую скорлупу, солому, хлопковый мусор, рисовую шелуху и апельсиновую кожуру. ^[3] Отходы животноводства, включая птичий помет, молочный навоз и, возможно, другие навозы, также находятся на стадии оценки. Некоторые побочные продукты промышленности также являются подходящим сырьем, включая бумажные шламы, дистиллятное зерно ^[31] и осадки сточных вод. ^[32]

В компонентах биомассы пиролиз гемицеллюлозы происходит при температуре от 210 до 310 °C. ^[3] Пиролиз целлюлозы начинается при 300–315 °С и заканчивается при 360–380 °С с пиком при 342–354 °С. ^[3] Лигнин начинает разлагаться при температуре около 200 °C и продолжается до 1000 °C. ^[33]

Синтетическое дизельное топливо , полученное пиролизом органических материалов, пока экономически неконкурентоспособно. ^[34] Более высокая эффективность иногда достигается за счет мгновенного пиролиза , при котором мелкоизмельченное сырье быстро нагревается до температуры от 350 до 500 °C (от 660 до 930 °F) менее чем за две секунды.

Сингаз обычно получают пиролизом. ^[21]

Низкое качество масел, получаемых посредством пиролиза, можно улучшить с помощью физических и химических процессов, ^[35] что может привести к увеличению производственных затрат, но может иметь экономический смысл при изменении обстоятельств.

Существует также возможность интеграции с другими процессами, такими как механическая биологическая очистка и анаэробное сбраживание . ^[36] Быстрый пиролиз также исследуется для преобразования биомассы. ^[37] Топливную бионефть также можно производить методом водного пиролиза .

Пиролиз метана для водорода

Иллюстрирование затрат и результатов пиролиза метана, эффективного одноэтапного процесса производства водорода без парниковых газов.

Пиролиз метана ^[38] — промышленный процесс получения «бирюзового» водорода из метана путем удаления твердого углерода из природного газа . ^[39] Этот одностадийный процесс производит водород в больших объемах при низких затратах (меньше, чем паровой риформинг с секвестрацией углерода ). ^[40] Парниковый газ не выделяется. Никакой глубокой закачки углекислого газа в скважину не требуется. Только вода выделяется, когда водород используется в качестве топлива для перевозки тяжелых грузовиков на топливных элементах , ^{[41] [42] [43] [44] [45]} для производства электроэнергии на газовых турбинах, ^{[46] [47]} и водород для промышленные процессы, включая производство аммиачных удобрений и цемента. ^{[48] ​​[49]} Пиролиз метана — это процесс, происходящий при температуре около 1065 ° C для производства водорода из природного газа, который позволяет легко удалять углерод (твердый углерод является побочным продуктом процесса). ^{[50] [51]} Твердый углерод промышленного качества можно затем продать или выбросить на свалку и не выбрасывать в атмосферу, что позволяет избежать выбросов парниковых газов (ПГ) или загрязнения грунтовых вод со свалки. В 2015 году компания Monolith Materials построила пилотный завод в Редвуд-Сити, штат Калифорния, для изучения масштабирования пиролиза метана с использованием возобновляемых источников энергии. ^[52]   Успешный пилотный проект затем привел к созданию более крупного демонстрационного завода коммерческого масштаба в Халламе, штат Небраска, в 2016 году. ^[53]   По состоянию на 2020 год этот завод работает и может производить около 14 метрических тонн водорода в день. В 2021 году Министерство энергетики США поддержало планы Monolith Materials по значительному расширению, предоставив гарантию по кредиту в размере 1 миллиарда долларов. ^[54]   Финансирование поможет построить завод, способный производить 164 метрических тонны водорода в день к 2024 году. Совместно с такими компаниями, как Modern Electron, проводятся пилотные проекты с газовыми предприятиями и биогазовыми установками. ^{[55] [56]} Масштабное производство также оценивается на пилотной установке BASF по «масштабному пиролизу метана», ^[5] в группе химиков-технологов Калифорнийского университета в Санта-Барбаре ^[57] и в таких исследовательских лабораториях, как Карлсруэ Liquid- Лаборатория металлов (КАЛЛА). ^[58] Потребляемая мощность технологического тепла составляет лишь одну седьмую мощности, потребляемой при методе электролиза воды для производства водорода. ^[59]

Австралийская компания Hazer Group была основана в 2010 году для коммерциализации технологии, первоначально разработанной в Университете Западной Австралии. Компания была зарегистрирована на бирже ASX в декабре 2015 года. Она завершает коммерческий демонстрационный проект по производству возобновляемого водорода и графита из сточных вод и железной руды в качестве технологии использования технологического катализатора, созданной Университетом Западной Австралии (UWA). Проект коммерческого демонстрационного завода является первым в Австралии, и ожидается, что он будет производить около 100 тонн топливного водорода и 380 тонн графита каждый год, начиная с 2023 года. ^[60] Его планировалось начать в 2022 году. «10 декабря 2021 г.: Hazer Group (ASX: HZR) с сожалением сообщает, что произошла задержка в завершении изготовления реактора для коммерческого демонстрационного проекта Hazer (CDP). Ожидается, что это приведет к задержке запланированного ввода в эксплуатацию Hazer CDP, который вводится в эксплуатацию сейчас. ожидается, что это произойдет после нашей текущей целевой даты — 1 квартала 2022 года». ^[61] Hazer Group заключила соглашения о сотрудничестве с Engie в отношении объекта во Франции в мае 2023 года, ^[62] Меморандум о взаимопонимании с Chubu Electric & Chiyoda в Японии в апреле 2023 года ^[63] и соглашение с Suncor Energy и FortisBC о разработке 2500 тонн в год Завод по производству водорода Burrard-Hazer в Канаде, апрель 2022 г. ^{[64] [65]}

Технология американской компании C-Zero преобразует природный газ в водород и твердый углерод. Водород обеспечивает чистую и недорогую энергию по требованию, а углерод можно навсегда изолировать. ^[66] В июне 2022 года C-Zero объявила, что закрыла раунд финансирования на сумму 34 миллиона долларов, возглавляемый SK Gas, дочерней компанией второго по величине конгломерата Южной Кореи, SK Group. К SK Gas присоединились еще два новых инвестора, Engie New Ventures и Trafigura, одна из крупнейших в мире компаний по торговле сырьевыми товарами, а также участие существующих инвесторов, включая Breakthrough Energy Ventures, Eni Next, Mitsubishi Heavy Industries и AP Ventures. Финансирование предназначалось для первой пилотной установки C-Zero, которая, как ожидалось, будет введена в эксплуатацию в первом квартале 2023 года. Завод может производить до 400 кг водорода в день из природного газа без выбросов CO2. ^[67]

Одна из крупнейших в мире химических компаний BASF уже более 10 лет занимается исследованиями пиролиза водорода. ^[68]

Этилен

Пиролиз используется для производства этилена , химического соединения, производимого в крупнейших промышленных масштабах (> 110 миллионов тонн в год в 2005 году). В этом процессе углеводороды нефти нагреваются примерно до 600 ° C (1112 ° F) в присутствии пара; это называется паровым крекингом . Полученный этилен используется для производства антифриза ( этиленгликоля ), ПВХ (через винилхлорид ) и многих других полимеров, таких как полиэтилен и полистирол. ^[69]

Полупроводники

Иллюстрация процесса газофазной эпитаксии металлорганических соединений , который влечет за собой пиролиз летучих веществ.

Процесс металлоорганической парофазной эпитаксии (MOCVD) включает пиролиз летучих металлоорганических соединений с получением полупроводников, твердых покрытий и других применимых материалов. Реакции влекут за собой термическую деградацию прекурсоров с осаждением неорганического компонента и выделением углеводородов в виде газообразных отходов. Поскольку это осаждение атом за атомом, эти атомы организуются в кристаллы, образуя объемный полупроводник. Сырой поликристаллический кремний получают методом химического осаждения силановых газов из паровой фазы:

SiH ₄ → Si + 2 H ₂ .

Арсенид галлия , другой полупроводник, образуется при совместном пиролизе триметилгаллия и арсина .

Управление отходами

Пиролиз также можно использовать для переработки твердых бытовых отходов и пластиковых отходов . ^{[4] [17] [70]} Основным преимуществом является уменьшение объема отходов. В принципе, пиролиз регенерирует мономеры (прекурсоры) в обрабатываемые полимеры, но на практике этот процесс не является ни чистым, ни экономически конкурентоспособным источником мономеров. ^{[71] [72] [73]}

Пиролиз шин является хорошо развитой технологией в сфере утилизации отходов шин . ^[74] Другие продукты пиролиза автомобильных шин включают стальную проволоку, технический углерод и битум. ^[75] Эта область сталкивается с законодательными, экономическими и маркетинговыми препятствиями. ^[76] Масло, полученное в результате пиролиза резины шин, имеет высокое содержание серы, что придает ему высокий потенциал загрязнения; следовательно, его следует десульфурировать. ^{[77] [78]}

Щелочной пиролиз осадка сточных вод при низкой температуре 500 °C может увеличить производство H ₂ за счет улавливания углерода на месте. Использование NaOH (гидроксида натрия) потенциально позволяет производить газ, богатый H ₂ , который можно напрямую использовать в топливных элементах. ^{[32] [79]}

В начале ноября 2021 года американский штат Джорджия объявил о совместных усилиях с Igneo Technologies по строительству крупного завода по переработке электроники стоимостью 85 миллионов долларов в порту Саванны . Проект будет сосредоточен на более дешевых и тяжелых пластиковых устройствах в потоке отходов с использованием нескольких измельчителей и печей с использованием технологии пиролиза. ^[80]

Одностадийный пиролиз и двухстадийный пиролиз табачных отходов

Пиролиз также использовался в попытке уменьшить количество табачных отходов. Был использован один метод, в котором табачные отходы были разделены на две категории TLW (отходы табачных листьев) и TSW (отходы табачных палочек). TLW определялось как любые отходы сигарет, а TSW определялось как любые отходы электронных сигарет. И TLW, и TSW сушили при 80°C в течение 24 часов и хранили в эксикаторе. ^[81] Образцы были измельчены так, чтобы содержимое было однородным. Табачные отходы (ТВ) также содержат неорганические (металлические) компоненты, что было определено с помощью оптического спектрометра с индуктивно связанной плазмой. ^[81] Термогравиметрический анализ использовался для термического разложения четырех образцов (TLW, TSW, глицерин и гуаровая камедь ) и контролировался в определенных динамических температурных условиях. ^[81] В испытаниях пиролиза было использовано около одного грамма как TLW, так и TSW. Во время этих аналитических испытаний CO ₂ и N ₂ использовались в качестве атмосферы внутри трубчатого реактора, построенного с использованием кварцевых трубок. Для атмосферы CO 2 и N ₂ скорость потока составляла 100 мл/ ^мин . ^[81] Внешний обогрев был создан с помощью трубчатой ​​печи. Пирогенные продукты были разделены на три фазы. Первой фазой был биоуголь , твердый остаток, полученный в реакторе при температуре 650 °C. Жидкие углеводороды второй фазы собирали ловушкой с холодным растворителем и сортировали с помощью хроматографии. Третью и последнюю фазу анализировали с использованием онлайн-блока микроГХ, и эти пиролизаты представляли собой газы.

Было проведено два различных типа экспериментов: одностадийный пиролиз и двухстадийный пиролиз. Одностадийный пиролиз заключался в нагревании с постоянной скоростью (10 °С/мин ⁾ от 30 до 720 °С. ^[81] На втором этапе теста двухстадийного пиролиза пиролизаты одностадийного пиролиза подвергались пиролизу во второй зоне нагрева, которую контролировали изотермически при 650 °C. ^[81] Двухстадийный пиролиз использовался, чтобы сосредоточиться, прежде всего, на том, насколько хорошо CO ₂ влияет на перераспределение углерода при подаче тепла через вторую зону нагрева. ^[81]

Впервые было отмечено термолитическое поведение TLW и TSW как в среде CO _{2 ,} так и в среде N ₂ . Как для TLW, так и для TSW термолитическое поведение было идентичным при температуре менее или равной 660 °C в средах CO ₂ и N ₂ . Различия между средами начинают проявляться, когда температура превышает 660 °C, а процентное содержание остаточной массы значительно снижается в среде CO ₂ по сравнению с таковым в среде N ₂ . ^[81] Это наблюдение, вероятно, связано с реакцией Будуара , при которой мы видим самопроизвольную газификацию, происходящую, когда температура превышает 710 °C. ^{[82] [83]} Хотя эти наблюдения наблюдались при температурах ниже 710 ° C, это, скорее всего, связано с каталитическими способностями неорганических веществ в TLW. ^[81] В дальнейшем его исследовали с помощью измерений ICP-OES , и выяснилось, что пятая часть остаточной массы приходится на разновидности кальция. CaCO ₃ используется в сигаретной бумаге и фильтрующем материале, что позволяет объяснить, что разложение CaCO ₃ вызывает реакцию чистого CO ₂ с CaO в состоянии динамического равновесия. ^[81] Это причина наблюдаемого распада массы между 660 ° C и 710 ° C. Различия в пиках дифференциальной термограммы (ДТГ) для TLW сравнивали с TSW. TLW имел четыре характерных пика при 87, 195, 265 и 306 °C, тогда как TSW имел два основных падения при 200 и 306 °C с одним пиком между ними. ^[81] Четыре пика указывают на то, что TLW содержит более разнообразные типы добавок, чем TSW. ^[81] Процент остаточной массы между TLW и TSW был дополнительно сравнен, где остаточная масса в TSW была меньше, чем у TLW как для сред CO _{2 ,} так и для N ₂ , и был сделан вывод, что TSW содержит большее количество добавок, чем TLW. 

Производство водорода, метана и смол при создании биоугля

Эксперимент по одностадийному пиролизу показал разные результаты для сред CO ₂ и N ₂ . Во время этого процесса наблюдалось выделение 5 различных заметных газов. Водород, метан, этан, углекислый газ и этилен образуются, когда скорость термолиза TLW начинает замедляться при температуре выше или равной 500 °C. Скорость термолиза начинается при одинаковых температурах как для среды CO _{2 ,} так и для N ₂ , но концентрация производства водорода, этана, этилена и метана в среде N ₂ выше , чем в среде CO ₂ . Концентрация CO в среде CO ₂ значительно возрастает при повышении температуры выше 600 °C, и это происходит из-за высвобождения CO _{2 из CaCO 3} в TLW. ^[81] Столь значительное увеличение концентрации CO является причиной более низких концентраций других газов, образующихся в среде CO ₂ из-за эффекта разбавления. ^[81] Поскольку пиролиз – это перераспределение углерода в углеродных субстратах на три пирогенных продукта. ^[81] Среда CO ₂ будет более эффективной, поскольку восстановление CO ₂ до CO позволяет окислять пиролизаты с образованием CO. В заключение среда CO ₂ обеспечивает более высокий выход газов, чем нефть и биоуголь. Когда тот же процесс проводится для TSW, тенденции практически идентичны, поэтому те же объяснения могут быть применены к пиролизу TSW. ^[81]

Вредные химические вещества были уменьшены в среде CO ₂ из-за образования CO, что привело к снижению содержания смол. Одностадийный пиролиз оказался не столь эффективен для активации CO ₂ при перегруппировке углерода из-за большого количества жидких пиролизатов (смола). Двухступенчатый пиролиз в среде CO ₂ позволил добиться большей концентрации газов за счет второй зоны нагрева. Вторая зона нагрева имела постоянную изотермическую температуру 650°C. ^[81] Большее количество реакций между CO ₂ и газообразными пиролизатами с более длительным временем пребывания означало, что CO ₂ мог дополнительно превращать пиролизаты в CO. ^[81] Результаты показали, что двухстадийный пиролиз был эффективным способом снижения содержания смол и увеличения концентрации газа. примерно на 10 мас.% как для TLW (64,20 мас.%), так и для TSW (73,71%). ^[81]

Термическая очистка

Пиролиз также используется для термической очистки , промышленного применения для удаления органических веществ, таких как полимеры , пластмассы и покрытия, из деталей, продуктов или производственных компонентов, таких как шнеки экструдера , фильеры ^[84] и статические смесители . В процессе термической очистки при температуре от 310 до 540 °C (от 600 до 1000 °F) ^[85] органический материал преобразуется путем пиролиза и окисления в летучие органические соединения , углеводороды и карбонизированный газ. ^[86] Неорганические элементы остаются. ^[87]

Несколько типов систем термической очистки используют пиролиз:

• Ванны с расплавленной солью относятся к старейшим системам термической очистки; Очистка с помощью ванны с расплавленной солью выполняется очень быстро, но сопряжена с риском опасных брызг или других потенциальных опасностей, связанных с использованием соляных ванн, таких как взрывы или высокотоксичный цианистый водород . ^[85]
• В системах с псевдоожиженным слоем ^[88] в качестве теплоносителя используется песок или оксид алюминия ; ^[89] эти системы также очищают очень быстро, но среда не плавится и не кипит, а также не выделяет никаких паров или запахов; ^[85] Процесс очистки занимает один-два часа. ^[86]
• Вакуумные печи используют пиролиз в вакууме ^[90], что позволяет избежать неконтролируемого сгорания внутри камеры очистки; ^[85] Процесс очистки занимает от 8 ^[86] до 30 часов. ^[91]
• Печи для выжигания , также известные как печи для термической очистки , работают на газе и используются в лакокрасочной, лакокрасочной , электродвигательной и пластмассовой промышленности для удаления органических веществ с тяжелых и крупных металлических деталей. ^[92]

Тонкий химический синтез

Пиролиз применяется при производстве химических соединений, главным образом, но не только, в исследовательских лабораториях.

Область борогидридных кластеров началась с изучения пиролиза диборана ( B ₂ H ₆ ) при ок. 200 °С. Продукты включают кластеры пентаборана и декаборана . Эти пиролизы включают не только крекинг (с образованием H ₂ ), но и повторную конденсацию . ^[93]

Синтез наночастиц , ^[94] диоксида циркония ^[95] и оксидов ^[96] с использованием ультразвукового сопла в процессе, называемом ультразвуковым распылительным пиролизом (USP).

Другое использование и случаи

• Пиролиз используется для превращения органических материалов в углерод с целью датирования по углероду-14 .
• Пиролиз табака , бумаги и добавок в сигаретах и ​​других продуктах приводит к образованию множества летучих продуктов (включая никотин , окись углерода и смолы ), которые ответственны за аромат и негативные последствия курения для здоровья . Аналогичные соображения применимы к курению марихуаны и сжиганию благовоний и спиралей от комаров .
• Пиролиз происходит во время сжигания мусора , потенциально образуя летучие вещества, которые токсичны или способствуют загрязнению воздуха, если не сгорают полностью.
• Лабораторное или промышленное оборудование иногда загрязняется углеродистыми остатками, образующимися в результате коксования — пиролиза органических продуктов, которые вступают в контакт с горячими поверхностями.

Генерация ПАУ

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) могут быть получены в результате пиролиза различных фракций твердых отходов, ^[10] таких как гемицеллюлоза , целлюлоза , лигнин , пектин , крахмал , полиэтилен (ПЭ), полистирол (ПС), поливинилхлорид (ПВХ) и полиэтилентерефталат (ПЭТ). ПС, ПВХ и лигнин образуют значительное количество ПАУ. Нафталин является наиболее распространенным ПАУ среди всех полициклических ароматических углеводородов. ^[97]

При повышении температуры от 500 до 900 °C содержание большинства ПАУ увеличивается. С повышением температуры процент легких ПАУ снижается и увеличивается процент тяжелых ПАУ. ^{[98] [99]}

Инструменты исследования

Термогравиметрический анализ

Термогравиметрический анализ (ТГА) — один из наиболее распространенных методов исследования пиролиза без ограничений тепло- и массопереноса. Результаты могут быть использованы для определения кинетики потери массы. ^{[3] [17] [4] [33] [70]} Энергии активации можно рассчитать с помощью метода Киссинджера или метода пикового анализа-наименьших квадратов (PA-LSM). ^{[4] [33]}

ТГА может сочетаться с инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье (FTIR) и масс-спектрометрией . По мере повышения температуры можно измерить летучие вещества, образующиеся в результате пиролиза. ^{[100] [79]}

Макро-ТГА

При ТГА образец загружается первым до повышения температуры, а скорость нагрева низкая (менее 100 °С/мин ⁾ . В макро-ТГА можно использовать образцы размером в граммы, которые можно использовать для исследования пиролиза с эффектами массо- и теплопередачи. ^{[4] [101]}

Пиролиз–газовая хроматография–масс-спектрометрия

Пиролизная масс-спектрометрия (Py-GC-MS) — важная лабораторная процедура для определения структуры соединений. ^{[102] [103]}

Машинное обучение

В последние годы машинное обучение привлекло значительный исследовательский интерес к прогнозированию урожайности, оптимизации параметров и мониторингу пиролитических процессов. ^{[104] [105]}

Смотрите также

• Декстрин
• Газификация
• Водород
• Производство водорода
• Процесс Каррика
• Пиролитическое покрытие
• Термическое разложение
• Торрефация
• Древесный газ

Рекомендации

1. «Пиролиз». Сборник химической терминологии . Международный союз теоретической и прикладной химии . 2009. с. 1824. дои :10.1351/goldbook.P04961. ISBN 978-0-9678550-9-7. Проверено 10 января 2018 г.
2. «Сжигание древесины». Сайт InnoFireWood . Архивировано из оригинала 9 февраля 2010 г. Проверено 6 февраля 2010 г.
3. Чжоу, Хуэй; Лонг, ЯньЦю; Мэн, АйХонг; Ли, Цинхай; Чжан, Янго (август 2013 г.). «Моделирование пиролиза пяти видов биомассы гемицеллюлозой, целлюлозой и лигнином на основе термогравиметрических кривых». Термохимика Акта . 566 : 36–43. дои : 10.1016/j.tca.2013.04.040.
4. Чжоу, Хуэй (2017). «Термохимическая переработка горючих твердых отходов». Спрингеровские тезисы . дои : 10.1007/978-981-10-3827-3. ISBN 978-981-10-3826-6. ISSN  2190-5053. S2CID  135947379.
5. BASF. «Исследователи BASF работают над принципиально новыми низкоуглеродными процессами производства - пиролизом метана». Устойчивое развитие США . БАСФ. Архивировано из оригинала 19 октября 2020 года . Проверено 19 октября 2020 г.
6. Кори А. Крамер, Реза Лолои, Индрек С. Вичман и Руби Н. Гош, 2009, Измерения с временным разрешением продуктов пиролиза из термопластичного полиметилметакрилата (ПММА). Архивировано 6 ноября 2014 г. на Wayback Machine ASME 2009 International. Конгресс и выставка машиностроения
7. Рамин, Л.; Ассади, М. Хусейн Н.; Сахаджвалла, В. (2014). «Разложение полиэтилена высокой плотности до низкомолекулярных газов при 1823 К: атомистическое моделирование». Дж. Анал. Прил. Пирол . 110 : 318–321. arXiv : 2204.08253 . дои : 10.1016/j.jaap.2014.09.022. S2CID  96961784.
8. Джонс, Джим. «Механизмы пиролиза» (PDF) . Проверено 19 мая 2019 г.
9. Джордж, Анте; Терн, Скотт К.; Морган, Тревор Джеймс (26 августа 2015 г.). «Поведение банаграсса при быстром пиролизе в зависимости от температуры и времени пребывания летучих веществ в реакторе с псевдоожиженным слоем». ПЛОС ОДИН . 10 (8): e0136511. Бибкод : 2015PLoSO..1036511M. дои : 10.1371/journal.pone.0136511 . ISSN  1932-6203. ПМК 4550300 . ПМИД  26308860. 
10. Чжоу, Хуэй; У, Чунфэй; Мэн, Айхун; Чжан, Янго; Уильямс, Пол Т. (ноябрь 2014 г.). «Влияние взаимодействия компонентов биомассы на образование полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) во время быстрого пиролиза» (PDF) . Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 110 : 264–269. дои :10.1016/j.jaap.2014.09.007.
11. Аструп Т. и Билитьевски Б. (2011). Пиролиз и газификация. В книге «Технология и управление твердыми отходами» (Том 1. Глава 8.8, стр. 502-512). Уайли.
12. Ван, Сифань; Шмидт, Франциска; Ханаор, Дориан; Камм, Пол Х.; Ли, Шуан; Гурло, Александр (2019). «Аддитивное производство керамики из прекерамических полимеров: универсальный стереолитографический подход с использованием тиол-еновой клик-химии». Производство добавок . 27 : 80–90. arXiv : 1905.02060 . Бибкод : 2019arXiv190502060W. дои : 10.1016/j.addma.2019.02.012. S2CID  104470679.
13. Дженкинс, RW; Саттон, AD; Робишо, ди-джей (01 января 2016 г.), Чак, Кристофер Дж. (редактор), «Глава 8 - Пиролиз биомассы для авиационного топлива», Биотопливо для авиации , Academic Press, стр. 191–215, ISBN 978-0-12-804568-8, получено 12 декабря 2023 г.
14. Трипати, Манодж; Саху, JN; Ганесан, П. (01 марта 2016 г.). «Влияние параметров процесса на производство биоугля из отходов биомассы путем пиролиза: обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 55 : 467–481. дои : 10.1016/j.rser.2015.10.122. ISSN  1364-0321.
15. Коллер, Иоганн; Баумер, Урсула; Кауп, Йока; Шмид, Мирьям; Везер, Ульрих (октябрь 2003 г.). «Анализ смолы для бальзамирования фараонов». Природа . 425 (6960): 784. дои : 10.1038/425784a . ISSN  1476-4687.
16. Э. Фидлер; Г. Гроссманн; Д.Б. Керзебом; Г. Вайс; Клаус Витте (2005). «Метанол». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007. ISBN 978-3-527-30673-2.
17. Чжоу, Хуэй; Лонг, ЯньЦю; Мэн, АйХонг; Ли, Цинхай; Чжан, Янго (апрель 2015 г.). «Термогравиметрические характеристики типичных фракций твердых бытовых отходов при сопиролизе». Управление отходами . 38 : 194–200. Бибкод : 2015WaMan..38..194Z. дои : 10.1016/j.wasman.2014.09.027. ПМИД  25680236.
18. Хафтинг, Финн К.; Кулас, Дэниел; Мишельс, Этьен; Чипкар, Сарвада; Вишневский, Стефан; Шоннард, Дэвид; Пирс, Джошуа М. (2023). «Модульная конструкция с открытым исходным кодом электроники для мониторинга и управления пиролизным реактором». Электроника . 12 (24): 4893. doi : 10.3390/electronics12244893 . ISSN  2079-9292.
19. Роллинсон, А.Н. (2018) «Опасности пожара, взрыва и химической токсичности энергии газификации отходов», Журнал по предотвращению потерь в перерабатывающей промышленности, 54, стр. 273–280. doi:10.1016/j.jlp.2018.04.010.
20. Хедлунд Ф.Х., 2023, Неотъемлемые опасности и ограниченный нормативный надзор в секторе переработки пластиковых отходов - повторный взрыв на пиролизном заводе, Chemical Engineering Transactions, 99, 241-246 DOI: 10.3303/CET2399041
21. Каплан, Райан (осень 2011 г.). «Пиролиз: биоуголь, бионефть и синтез-газ из отходов». user.humboldt.edu . Университет Гумбольдта. Архивировано из оригинала (Курсовые заметки по инженерии экологических ресурсов 115) 3 апреля 2014 года . Проверено 19 мая 2019 г.
22. «Что такое карамелизация?». www.scienceofcooking.com . Проверено 19 мая 2019 г.
23. Бримм, Кортни (7 ноября 2011 г.). «Химическая готовка: что такое карамелизация?». Наука здравого смысла . Проверено 19 мая 2019 г.
24. Суд, А. (декабрь 2012 г.). «Воздействие топлива внутри помещений и легкие как в развивающихся, так и в развитых странах: обновленная информация». Клиники грудной медицины . 33 (4): 649–65. дои : 10.1016/j.ccm.2012.08.003. ПМЦ 3500516 . ПМИД  23153607. 
25. «БЕЗКУРНЫЕ зоны». Британский медицинский журнал . 2 (4840): 818–20. 10 октября 1953 г. doi :10.1136/bmj.2.4840.818. ПМК 2029724 . ПМИД  13082128. 
26. «Двухступенчатый мусоросжигатель, патент США 3881430» . www.freepatentsonline.com . Проверено 11 февраля 2023 г.
27. Людвиг Бриземайстер; Андреас Гейслер; Стефан Халама; Стефан Херрманн; Ульрих Кляйнханс; Маркус Штайбель; Маркус Ульбрих; Алан В. Скарони; М. Рашид Хан; Семих Эсер; Любиша Р. Радович (2002). «Пиролиз угля». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. стр. 1–44. дои : 10.1002/14356007.a07_245.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
28. Леманн, Йоханнес. «Биочар: новый рубеж». Архивировано из оригинала 18 июня 2008 г. Проверено 10 июля 2008 г.
29. Ратнер, Бадди Д. (2004). Пиролитический углерод. В области биоматериаловедения: введение в материалы в медицине. Архивировано 26 июня 2014 г. в Wayback Machine . Академическая пресса. стр. 171–180. ISBN 0-12-582463-7 . 
30. Эванс, Г. «Жидкое транспортное биотопливо - Отчет о состоянии технологий». Архивировано 19 сентября 2008 г., в Wayback Machine , « Национальный центр непродовольственных культур », 14 апреля 2008 г. Проверено 5 мая 2009 г.
31. «Сырье биомассы для медленного пиролиза». Веб-сайт ЛУЧШЕГО Пиролиза, Inc. BEST Energies, Inc. Архивировано из оригинала 02 января 2012 г. Проверено 30 июля 2010 г.
32. Чжао, Мин; Ван, Фан; Фан, Иран; Рахим, Абдул; Чжоу, Хуэй (март 2019 г.). «Низкотемпературный щелочной пиролиз осадка сточных вод для увеличения производства H2 с улавливанием углерода на месте». Международный журнал водородной энергетики . 44 (16): 8020–8027. doi :10.1016/j.ijhydene.2019.02.040. S2CID  104385409.
33. Чжоу, Хуэй; Лонг, Яньцю; Мэн, Айхун; Чен, Шен; Ли, Цинхай; Чжан, Янго (2015). «Новый метод анализа кинетики пиролиза гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина в ТГА и макро-ТГА». РСК Прогресс . 5 (34): 26509–26516. Бибкод : 2015RSCAd...526509Z. дои : 10.1039/C5RA02715B. ISSN  2046-2069.
34. «Пиролиз и другая термическая обработка». Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала 14 августа 2007 г.
35. Рамирес, Джером; Браун, Ричард; Рейни, Томас (1 июля 2015 г.). «Обзор свойств биосырья, полученного при гидротермальном сжижении, и перспективы перехода на транспортное топливо». Энергии . 8 (7): 6765–6794. дои : 10.3390/en8076765 .
36. Маршалл, А.Т. и Моррис, Дж.М. (2006) Водное решение и парки устойчивой энергетики. Архивировано 28 сентября 2007 г. в Wayback Machine , CIWM Journal, стр. 22–23.
37. Вестерхоф, Роэль Йоханнес Мария (2011). Переработка биомассы быстрым пиролизом. Термохимическая конверсия биомассы (Диссертация). Университет Твенте. Архивировано из оригинала 17 июня 2013 г. Проверено 30 мая 2012 г.
38. Апхэм, Д. Честер (17 ноября 2017 г.). «Каталитические расплавленные металлы для прямой конверсии метана в водород и отделяемый углерод в рамках коммерческого процесса за одну стадию реакции (при потенциально низких затратах). Это позволит получать водород из природного газа, по сути, навсегда». Наука . Американская ассоциация развития науки. 358 (6365): 917–921. дои : 10.1126/science.aao5023 . PMID  29146810. S2CID  206663568.
39. Тиммерберг, Себастьян; Кальчмитт, Мартин; Финкбайнер, Матиас (2020). «Водород и топливо, полученное из водорода путем разложения метана природного газа – выбросы и затраты парниковых газов». Преобразование энергии и управление: X . 7 : 100043. doi : 10.1016/j.ecmx.2020.100043 . hdl : 11420/6245 . ISSN  2590-1745. S2CID  218919070.
40. Ламберс, Брок (20 августа 2020 г.). Математическое моделирование и моделирование дезактивации катализаторов непрерывного термокаталитического разложения метана (Диссертация). Рейн-Ваальский университет прикладных наук. стр. 12–13 . Проверено 16 марта 2022 г.
41. Фиалка, Джон. «Министерство энергетики стремится увеличить использование водородного топлива для больших грузовиков» . Новости Э&Э . Научный американец . Проверено 7 ноября 2020 г. .
42. Новости CCJ (13 августа 2020 г.). «Как грузовики на топливных элементах производят электроэнергию и чем они заправляются». Новости CCJ . Журнал коммерческих перевозчиков . Проверено 19 октября 2020 г.
43. Тойота. «Грузовик 8-го класса на водородных топливных элементах». Грузовик, работающий на водороде, будет работать в тяжелых условиях и будет иметь экологически чистые выбросы . Тойота . Проверено 19 октября 2020 г.
44. Колиас, Майк (26 октября 2020 г.). «Автопроизводители переключают свое внимание на водород на большие установки». Журнал "Уолл Стрит . Проверено 26 октября 2020 г.
45. Хонда. «Чистота топливных элементов Honda». Топливный элемент ясности . Хонда . Проверено 19 октября 2020 г.
46. Турбины GE. «Водородные силовые турбины». Газовые турбины, работающие на водороде . Дженерал Электрик . Проверено 19 октября 2020 г.
47. Солнечные турбины. «Водородные силовые турбины». Энергия от газообразного водорода для сокращения выбросов углекислого газа . Солнечные турбины . Проверено 19 октября 2020 г.
48. Кролиус, Стивен Х. «Из метана в аммиак посредством пиролиза». Ассоциация энергетики аммиака . Проверено 19 октября 2020 г.
49. Перес, Хорхе. «CEMEX успешно внедряет революционную технологию производства цемента на основе водорода». www.cemex.com . CEMEX, SAB de CV . Проверено 4 апреля 2021 г.
50. Картрайт, Джон. «Реакция, которая навсегда даст нам чистое ископаемое топливо». НовыйУченый . ООО «Нью Сайентист» . Проверено 30 октября 2020 г. .
51. Технологический институт Карлсруэ. «Водород из метана без выбросов CO2». Физ.орг . Проверено 30 октября 2020 г. .
52. «Успешная демонстрационная программа лежит в основе планов коммерциализации монолитных материалов - Zeton» . Зетон Инк . 28 мая 2019 г. Проверено 5 января 2022 г.
53. "Монолит". monolith-corp.com . Проверено 5 января 2022 г.
54. «Министерство энергетики поддерживает проект по производству водорода и сажи в Небраске с гарантией кредита на 1 миллиард долларов» . www.spglobal.com . Проверено 5 января 2022 г.
55. «NW Natural будет сотрудничать с Modern Electron в захватывающем пилотном проекте по превращению метана в чистый водород и твердый углерод» . Журнал "Уолл Стрит . 27 июля 2022 г. ISSN  0099-9660 . Проверено 24 августа 2022 г.
56. Стифлер, Лиза (26 апреля 2022 г.). «Прекратите ерунду: этот стартап превращает коровий навоз в экологически чистое водородное топливо». GeekWire . Проверено 24 августа 2022 г.
57. Фернандес, Соня. «Недорогая технология с низким уровнем выбросов, которая может конвертировать метан без образования CO2». Физ-орг . Американский институт физики . Проверено 19 октября 2020 г.
58. Гусев, Александр. «KITT/IASS - Производство водорода без CO2 из природного газа для использования в энергии». Европейские энергетические инновации . Институт перспективных исследований в области устойчивого развития . Проверено 30 октября 2020 г. .
59. «В процессе пиролиза метана используется возобновляемая электроэнергия, расщепляющая CH4 на H2 и сажу» . декабрь 2020 года . Проверено 17 декабря 2020 г.
60. hazergroup.com.au | Коммерциализация процесса Hazer
61. Объявления рынка ASX, ASX (10 декабря 2021 г.). «Задержка изготовления реактора». asx.com.au. _ Проверено 23 мая 2023 г.
62. «Hazer продвигает сотрудничество с ENGIE для объекта во Франции | hazergroup.com.au» . Проверено 23 мая 2023 г.
63. «Hazer подписывает Меморандум о взаимопонимании с Chubu Electric и Chiyoda | hazergroup.com.au» . Проверено 23 мая 2023 г.
64. "Hazer Group - Презентация для инвесторов | hazergroup.com.au" . Проверено 23 мая 2023 г.
65. "Объявление о водородном проекте Беррарда Хейзера | hazergroup.com.au" . Проверено 23 мая 2023 г.
66. "C-Zero | Декарбонизация природного газа" . С-Зеро . Проверено 23 мая 2023 г.
67. «C-Zero завершает раунд финансирования на сумму 34 миллиона долларов под руководством SK Gas для создания пилотного проекта по декарбонизации природного газа» . С-Зеро . 16 июня 2022 г. Проверено 23 мая 2023 г.
68. "Интервью Андреаса Боде". www.basf.com . Проверено 23 мая 2023 г.
69. Циммерманн, Хайнц; Вальц, Роланд (2008). «Этилен». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a10_045.pub3. ISBN 978-3-527-30673-2.
70. Чжоу, Хуэй; Лонг, ЯньЦю; Мэн, АйХонг; Ли, Цинхай; Чжан, Янго (январь 2015 г.). «Взаимодействие трех компонентов твердых бытовых отходов при сопиролизе». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 111 : 265–271. дои : 10.1016/j.jaap.2014.08.017.
71. Каминский, Уолтер (2000). «Пластмассы, переработка». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_057. ISBN 978-3-527-30673-2.
72. Нью-Джерси Темелис и др. «Энергетическая и экономическая ценность неперерабатываемых пластмасс и твердых бытовых отходов, которые в настоящее время вывозятся на свалки в пятидесяти штатах». Центр землеустройства Колумбийского университета. Архивировано 8 мая 2014 г. в Wayback Machine .
73. «Машина от пластика до масла, A\J - Экологический голос Канады» . Alternativesjournal.ca . 07.12.2016. Архивировано из оригинала 9 сентября 2015 г. Проверено 16 декабря 2016 г.
74. Источник: NYT Сюжет "Вечеринки" รณ์มหาวิทยาลัย (на тайском языке) Джидгарнка, С. «Пиролиз просроченного автомобиля Шины: механика производства высококачественного топлива». Архивировано 20 февраля 2015 г. в Wayback Machine . Факультет нефтехимии Университета Чулалонгкорн
75. Рой, К.; Чаала, А.; Дармштадт, Х. (1999). «Вакуумный пиролиз изношенных шин». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 51 (1–2): 201–221. дои : 10.1016/S0165-2370(99)00017-0.
76. Мартинес, Хуан Даниэль; Пюи, Неус; Мурильо, Рамон; Гарсиа, Томас; Наварро, Мария Виктория; Мастрал, Ана Мария (2013). «Пиролиз отработанных шин - обзор, возобновляемые источники энергии и устойчивое развитие». Энергетические обзоры . 23 : 179–213. дои : 10.1016/j.rser.2013.02.038.
77. Чой, Г.-Г.; Юнг, С.-Х.; О, С.-Ж.; Ким, Ж.-С. (2014). «Полное использование отходов резины из шин путем пиролиза для получения масел и активации CO2 пиролизного угля». Технология переработки топлива . 123 : 57–64. doi :10.1016/j.fuproc.2014.02.007.
78. Рингер, М.; Путче, В.; Скахилл, Дж. (2006) Крупномасштабное производство пиролизной нефти: оценка технологии и экономический анализ. Архивировано 30 декабря 2016 г. в Wayback Machine ; НРЕЛ/ТП-510-37779; Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), Голден, Колорадо.
79. Чжао, Мин; Мемон, Мухаммад Заки; Цзи, Гоочжао; Ян, Сяосяо; Вуппалададиям, Арун К.; Сун, Иньцян; Рахим, Абдул; Ли, Цзиньхуэй; Ван, Вэй; Чжоу, Хуэй (апрель 2020 г.). «Бифункциональные катализаторы-сорбенты на основе щелочных металлов позволили осуществить пиролиз биомассы для увеличения производства водорода». Возобновляемая энергия . 148 : 168–175. doi :10.1016/j.renene.2019.12.006. S2CID  213747026.
80. Лейф, Дэн (3 ноября 2021 г.). «Igneo нацелена на низкосортный электронный лом, построив завод стоимостью 85 миллионов долларов» . ресурс-recycling.com . Проверено 28 ноября 2021 г.
81. Ли, Тэу; Юнг, Сунгюп; Лин, Кун-И Эндрю; Цанг, Ю Фай; Квон, Эйлханн Э. (05 января 2021 г.). «Снижение образования вредных химических веществ в результате пиролиза табачных отходов с использованием CO2». Журнал опасных материалов . 401 : 123416. doi : 10.1016/j.jhazmat.2020.123416. ISSN  0304-3894. PMID  32763706. S2CID  221073670.
82. Лахиджани, Пуя; Зайнал, Зайнал Алимуддин; Мохаммади, Маеде; Мохамед, Абдул Рахман (1 января 2015 г.). «Превращение парникового газа CO2 в топливный газ CO посредством реакции Будуара: обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 41 : 615–632. дои : 10.1016/j.rser.2014.08.034. ISSN  1364-0321.
83. Хант, Джейкоб; Феррари, Энтони; Лита, Адриан; Кроссуайт, Марк; Эшли, Бриджитт; Стигман, А.Э. (27 декабря 2013 г.). «Усиление реакции углерод-диоксид углерода (Будуар) с помощью микроволнового излучения». Журнал физической химии C. 117 (51): 26871–26880. дои : 10.1021/jp4076965. ISSN  1932-7447.
84. Хеффунгс, Удо (июнь 2010 г.). «Эффективная очистка фильеры». Волоконный журнал. Архивировано из оригинала 30 июня 2016 года . Проверено 19 апреля 2016 г.
85. Мейнорд, Кеннет (сентябрь 1994 г.). «Очистка с помощью тепла: старая технология с ярким новым будущим» (PDF) . Региональный информационный центр по предотвращению загрязнения . Журнал критических технологий очистки. Архивировано (PDF) из оригинала 8 декабря 2015 года . Проверено 4 декабря 2015 г.
86. «Взгляд на технологию термической очистки». ThermalProcessing.org . Эксперт по процессам. 14 марта 2014 года. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 года . Проверено 4 декабря 2015 г.
87. Дэвис, Гэри; Браун, Кейт (апрель 1996 г.). «Очистка металлических деталей и инструментов» (PDF) . Региональный информационный центр по предотвращению загрязнения . Технологический нагрев. Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 4 декабря 2015 г.
88. Швинг, Эвальд; Урнер, Хорст (7 октября 1999 г.). «Способ удаления полимерных отложений, образовавшихся на металлических или керамических деталях машин, оборудования и инструментов». Эспеснет . Европейское патентное ведомство . Проверено 19 апреля 2016 г.
89. Стаффин, Герберт Кеннет; Кельцер, Роберт А. (28 ноября 1974 г.). «Очистка объектов в горячем псевдоожиженном слое – с нейтрализацией образующегося кислого газа, особенно соединениями щелочных металлов». Эспеснет . Европейское патентное ведомство . Проверено 19 апреля 2016 г.
90. Дван, Томас С. (2 сентября 1980 г.). «Процесс вакуумного пиролиза удаления полимеров из различных объектов». Эспеснет . Европейское патентное ведомство . Проверено 26 декабря 2015 г.
91. «Системы вакуумного пиролиза». Thermal-cleaning.com . Архивировано из оригинала 15 февраля 2016 года . Проверено 11 февраля 2016 г. .
92. «Снятие краски: сокращение отходов и опасных материалов» . Программа технической помощи штата Миннесота . Университет Миннесоты. Июль 2008 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г. Проверено 4 декабря 2015 г.
93. Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.дает Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-08-037941-9 . 
94. Пингали, Кальяна С.; Рокстроу, Дэвид А.; Дэн, Шугуан (2005). «Наночастицы серебра в результате ультразвукового спрей-пиролиза водного нитрата серебра» (PDF) . Аэрозольная наука и технология . 39 (10): 1010–1014. Бибкод : 2005AerST..39.1010P. дои : 10.1080/02786820500380255. S2CID  6908181. Архивировано (PDF) из оригинала 8 апреля 2014 г.
95. Песня, YL; Цай, Южная Каролина; Чен, CY; Ценг, ТК; Цай, CS; Чен, JW; Яо, Ю.Д. (2004). «Ультразвуковой спрей-пиролиз для синтеза сферических частиц циркония» (PDF) . Журнал Американского керамического общества . 87 (10): 1864–1871. doi :10.1111/j.1151-2916.2004.tb06332.x. Архивировано (PDF) из оригинала 8 апреля 2014 г.
96. Хамедани, Хода Амани (2008) Исследование параметров осаждения при ультразвуковом распылительном пиролизе для изготовления катода твердооксидного топливного элемента. Архивировано 5 марта 2016 г. в Wayback Machine , Технологический институт Джорджии.
97. Чжоу, Хуэй; У, Чунфэй; Онвудили, Джуд А.; Мэн, Айхун; Чжан, Янго; Уильямс, Пол Т. (февраль 2015 г.). «Образование полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в результате пиролиза различных фракций твердых бытовых отходов» (PDF) . Управление отходами . 36 : 136–146. Бибкод : 2015WaMan..36..136Z. дои : 10.1016/j.wasman.2014.09.014. ПМИД  25312776.
98. Чжоу, Хуэй; У, Чунфэй; Онвудили, Джуд А.; Мэн, Айхун; Чжан, Янго; Уильямс, Пол Т. (16 октября 2014 г.). «Образование полициклических ароматических углеводородов в результате пиролиза/газификации лигнина при различных условиях реакции». Энергетика и топливо . 28 (10): 6371–6379. дои : 10.1021/ef5013769. ISSN  0887-0624.
99. Чжоу, Хуэй; У, Чунфэй; Онвудили, Джуд А.; Мэн, Айхун; Чжан, Янго; Уильямс, Пол Т. (апрель 2016 г.). «Влияние условий процесса на образование 2–4-кольцевых полициклических ароматических углеводородов при пиролизе поливинилхлорида» (PDF) . Технология переработки топлива . 144 : 299–304. doi :10.1016/j.fuproc.2016.01.013. S2CID  55051115.
100. Чжоу, Хуэй; Мэн, АйХонг; Лонг, ЯньЦю; Ли, Цинхай; Чжан, Янго (июль 2014 г.). «Взаимодействие компонентов твердых бытовых отходов во время пиролиза: исследование TG-FTIR». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 108 : 19–25. дои : 10.1016/j.jaap.2014.05.024.
101. Лонг, Яньцю; Чжоу, Хуэй; Мэн, Айхонг; Ли, Цинхай; Чжан, Янго (сентябрь 2016 г.). «Взаимодействие между компонентами биомассы во время сопиролиза в (макро) термогравиметрических анализаторах». Корейский журнал химической инженерии . 33 (9): 2638–2643. дои : 10.1007/s11814-016-0102-x. ISSN  0256-1115. S2CID  59127489.
102. Гудакр, Р.; Келл, Д.Б. (1996). «Пиролизная масс-спектрометрия и ее применение в биотехнологии». Курс. Мнение. Биотехнология . 7 (1): 20–28. дои : 10.1016/S0958-1669(96)80090-5. ПМИД  8791308.
103. Павлин, премьер-министр; МакИвен, Китай (2006). «Масс-спектрометрия синтетических полимеров. Анал. Химия». Аналитическая химия . 78 (12): 3957–3964. дои : 10.1021/ac0606249. ПМИД  16771534.
104. Ван, Чжэнсинь; Пэн, Синган; Ся, Ао; Шах, Акил А.; Хуан, Юн; Чжу, Сяньцин; Чжу, Сюнь; Ляо, Цян (январь 2022 г.). «Роль машинного обучения в повышении конверсии биоэнергетики и биотоплива». Биоресурсные технологии . 343 : 126099. doi : 10.1016/j.biortech.2021.126099. PMID  34626766. S2CID  238532544.
105. Акинпелу, Дэвид Акореде; Адекойя, Олувасеун А.; Оладой, Питер Олусакин; Огбага, Чуквума К.; Околи, Джуд А. (сентябрь 2023 г.). «Приложения машинного обучения в пиролизе биомассы: от биопереработки до управления продуктами с истекшим сроком эксплуатации». Цифровая химическая инженерия . 8 : 100103. дои : 10.1016/j.dche.2023.100103 . S2CID  258755762.

Внешние ссылки

• Путь к технологии каталитического быстрого пиролиза in situ Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии