Эдийн засагт хэмнэлттэй түлш хэрэглэх хэрэгцээ дэлхий нийтэд аль эрт хоцорч байна. Жишээлбэл, пиролизийн хий өнөөдөр Европт аль хэдийн өргөн хэрэглэгддэг. Гал тогооны бүх төрлийн тоног төхөөрөмж, халаалтын төхөөрөмж, тэр байтугай машин ч ийм түлшээр ажиллах боломжтой.
Тодорхойлолт
Үнэндээ "пиролиз" гэсэн ойлголтын дор химич нар өндөр температурын нөлөөн дор, ихэвчлэн агааргүй үед молекулын түвшинд бодис задрахыг ойлгодог. Ийм нөхцөлд нийлмэл нэгдлүүд нь энгийн нэгдлүүд болж задардаг. Энэ тохиолдолд орчинд янз бүрийн төрлийн шинэ элементүүд үүсдэг. Үндсэндээ пиролиз нь ердийн хуурай нэрэх процесс юм.
Түлээний хий
Түлшийг хүчилтөрөгчгүй орчинд өндөр температурт шатаахад дараах шаталтын бүтээгдэхүүнүүд үүснэ:
- пиролизийн хий;
- пиролизийн давирхай (шингэн бүтээгдэхүүн).
Жагсаалтаас эхний бүтээгдэхүүн нь хүчилтөрөгчийн орчинд түлш шатаах явцад үүсдэг онцлог шинж чанартай. Гэхдээ энэ тохиолдолд түлшийг 500 ° C-аас багагүй температурт шатаахад л хий авах боломжтой.
Ямар бүтээгдэхүүн хэрэглэж болох вэ
Айл дахь пиролизийн бойлерууд нь энгийн мод эсвэл тусгай тавиур, жишээлбэл, модны үртэс эсвэл дарсан модны үртэс дээр ажиллах боломжтой. Төрөл бүрийн ахуйн болон үйлдвэрлэлийн хог хаягдлыг пиролиз болгон ашиглаж болно. Энэ нь ижил төстэй байдлаар шатдаг, жишээлбэл, резин, хуучин машины дугуй, хуванцар, хуучин эд зүйлс гэх мэт Энэ тохиолдолд пиролиз нь зөвхөн тодорхой хэмжээний дулааныг авах төдийгүй хүрээлэн буй орчныг цэвэр байлгах боломжийг олгодог. Эцсийн эцэст, та бүхний мэдэж байгаагаар хуванцар нь удаан хугацааны туршид газарт задардаггүй. Төрөл бүрийн тос агуулсан материалууд нь хөрс болон усны биетийг бохирдуулдаг.
Мөн адил аргаар шатааж болно:
- цаас, картон, нэхмэл;
- метан;
- нүүрс устөрөгч;
- хүлэр;
- барааны мод (химийн шингээсэн мод орно);
- сүрэл, навч, самрын хальс, хогийн ургамал.
Үүнээс гадна будагны үлдэгдэл, тос гэх мэтийг пиролизийн урвалаар дахин боловсруулж болно. Энэ нь мөн хүрээлэн буй орчныг цэвэр байлгахад тусалдаг.
Бүтэц
Үйлдвэрлэсэн пиролизийн хий нь бусад зүйлсээс гадна ихэвчлэн тортог хэлбэрээр маш их хэмжээний тоосонцорыг агуулдаг. Мөн устөрөгч гэх мэт янз бүрийн химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч голпиролизийн хийн найрлага нь дараах байдалтай байна:
- дэгдэмхий нүүрсустөрөгч;
- нүүрстөрөгчийн дутуу исэл.
Хүний эрүүл мэнд тэр байтугай амь насанд нь маш аюултай тул нүүрсийг бүрэн шатаагаагүйгээс ийм урвалд CO үүснэ.
Пиролизийн төрлүүд
Одоогоор ийм урвалын хоёр л үндсэн төрөл бий. Пиролиз нь: байж болно.
- хуурай;
- исэлдэлтийн.
Эхний төрлийн хариу урвалыг дараах байдлаар хуваадаг:
- бага температур;
- өндөр температур.
Хий үүсэх арга: исэлдэлтийн пиролиз
Энэ урвалыг одоогоор байгаль орчинд хамгийн ээлтэй, бүтээмжтэй гэж нэрлэдэг. Пиролиз нь энэ тохиолдолд маш өндөр температурт тохиолддог. Жишээлбэл, метаныг ингэж шатаахад хүчилтөрөгчийн тодорхой хувьтай холилдоно. Хэсэгчилсэн шаталтаар энэ тохиолдолд бодис нь асар их энерги ялгаруулдаг. Үүний үр дүнд хольцын үлдэгдэл нь 16000 ° C температурт халаана.
Исэлдүүлэх пиролизийн урвалыг голчлон тос агуулсан төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийн материал, түүнчлэн хуванцар, резинийг шатаахад ашигладаг. Энэ тохиолдолд хий нь жишээлбэл, хог хаягдал зайлуулах компанийн дэлгүүрийг халаахад ашиглаж болно.
Хуурай пиролиз
Энэ урвал нь хүчилтөрөгчийн оролцоогүйгээр явагддаг бөгөөд аль хэдийн дурьдсанчлан бага эсвэл өндөр температуртай байж болно. Эхний тохиолдолдтүлшийг дээд тал нь - 1000 хэм хүртэл, хоёрдугаарт - 1000 хэмээс дээш халаана. Их хэмжээний пиролизийн хийг олж авахын тулд өндөр температурт урвалыг голчлон ашигладаг.
Түлшийг 800 °C хүртэл орчинд шатаахад илчлэг багатай нилээд их хэмжээний хий гардаг. Мөн энэ тохиолдолд нилээд бага хэмжээний кокс болон шингэн давирхай үлддэг.
Хамгийн тохиромжтой нь пиролизийн хийг 900-1000 °C температурт авах явдал юм. Энэ тохиолдолд түүний үйлдвэрлэлийн хамгийн их хувь нь аль хэдийн бий. Энэ тохиолдолд ийм аргаар олж авсан хий нь хамгийн бага илчлэгтэй байдаг. Ийм бүтээгдэхүүнийг бусад зүйлсээс гадна хол зайд тээвэрлэхэд тохиромжтой өндөр чанартай түлш гэж үздэг.
Түлшийг 450-500 °C-ийн температурт шатаах үед гаралт нь хатуу үлдэгдэл болон хийн аль алинд нь маш бага байдаг. Сүүлийнх нь хамгийн их илчлэгтэй тул чанар муутай.
Газ хэрэглэж болох газар
Пиролизийн процесс нь янз бүрийн төрлийн байрыг хамгийн бага түлшний алдагдалтайгаар халаах боломжийг олгодог. Мөн энэхүү урвалыг ашигласнаар хүрээлэн буй орчныг цэвэр байлгадаг. Харин хүчилтөрөгчгүй орчинд түлш шатаах явцад үүссэн пиролизийн хийг хаана ашиглаж болох вэ?
Энэхүү шаталтын бүтээгдэхүүнийг өнөөдөр дэлхий даяар дулааны эрчим хүчний өөр эдийн засгийн эх үүсвэр гэж үздэг. Европын зарим орнуудад пиролизийн хий эрт дээр үеэс түгээмэл байдагус (халаалтын болон халуун усны системд зориулагдсан), цахилгаан, уурыг халаадаг төхөөрөмжид ашигладаг түлш.
Бойлер
Эрт дээр үеэс хүмүүс мод, нүүрсээр ажилладаг ердийн зуух ашиглан байшингаа халааж ирсэн. Хожим нь байшингуудыг ижил төрлийн түлшээр ажилладаг орчин үеийн хатуу түлш бойлероор тоноглож эхлэв. Ийм нэгжийг бидний цаг үед байшинг халаахад ашигладаг. Эдгээр нь хямд бөгөөд суурилуулахын тулд янз бүрийн тохиолдолд зөвшөөрөл авах шаардлагагүй юм. Гэсэн хэдий ч ердийн хатуу түлш бойлерууд нь нэг ноцтой дутагдалтай байдаг. Тэд түлшийг маш хэмнэлтгүй зарцуулдаг. Ийм нэгжийн камерт маш их шаталтын үлдэгдэл үлддэг. Үүнээс гадна, ийм төхөөрөмжөөс үүссэн дулааны нэг хэсэг нь утаатай хамт "яндангаар" нисдэг.
Инженерүүд хатуу түлшний бойлеруудын энэ хасалтыг засахаар шийдэж, эцэст нь хэмнэлттэй, хэрэглэхэд хялбар пиролизийн халаалтын төхөөрөмжийг гаргаж ирэв. Ийм бойлеруудад пиролизийн хий шатдаг нэмэлт камерууд байдаг.
Энэ сортын агрегатуудын урвал нь хүчилтөрөгчийн хүчтэй дутагдал (15%)-аар явагддаг. Энэ төрлийн тоног төхөөрөмжийн мод эсвэл бусад түлш нь хий болон бага хэмжээний органик бус үлдэгдэлд задардаг. Пиролизийн хийн хувьд дараах шатаагч дахь шаталтын температур 110-1200 °C хүртэл хүрч болно.
Өөр хаана хий хэрэглэдэг вэ
Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг пиролизийг халаалт, ус халаах системд хүлээн авдаг. Мөн энэ урвалыг өргөн ашигладаг:
- боловсруулах үйлдвэрт;
- химийн бодис;
- халдваргүйжүүлэх үед.
Заримдаа пиролизийн хий нь янз бүрийн төрлийн тоног төхөөрөмж эсвэл аль хэдийн дурьдсанчлан автомашины түлш болгон ашигладаг.
Хийн үйлдвэрүүд
Энэ төрлийн төхөөрөмжийг өндөр чанарын пиролизийн түлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд зарим тохиолдолд уламжлалт байгалийн хийг орлож чаддаг. Ийм суурилуулалт нь тохируулгатай агаарын хангамж бүхий герметик зуух юм. Энэ төрлийн тоног төхөөрөмжийн яндан нь бусад зүйлсээс гадна бөглөрсөн байж болно.
Пиролизийн хийг дараах байдлаар суулгаж авна:
- Насосоор дамжуулан зууханд агаар оруулах.
- Суулгацын агуулгыг тодорхой температурт халаасны дараа агаарын хангамж зогсдог.
- Төхөөрөмжөөс гарч буй өтгөн хар утааг циклон ашиглан тортогоос цэвэрлэнэ.
- Шаталтын температурыг нэмэгдүүлэхийн тулд пиролизийн хийн усны уурыг зайлуулна (хөргөгчөөр дамжуулна).
- Хий нь усны сав, электростатик суурилуулалт, картон хайрцаг зэргийг багтаасан нарийн шүүлтүүрт ордог.
Пиролизийн хийг үйлдвэрлэлд, заримдаа өдөр тутмын амьдралд хэрэглэхээс өмнө цэвэршүүлэх ажлыг зайлшгүй хийх ёстой. Хатуу тоосонцор болон бүх төрлийн химийн хольц нь тоног төхөөрөмжийг гэмтээх,энэ төрлийн түлшээр ажилладаг. Цаашилбал, пиролизийн хийг цилиндрт шахаж болно.
Гэрийн хийн генератороос түлш хэрэглэх
Энэ төрлийн суурилуулалтыг мэдээж үйлдвэрлэлд ихэвчлэн ашигладаг. Гэхдээ заримдаа тэдгээрийг хувийн байшинд худалдаж авдаг. Гэртээ пиролизийн хий авах нь харьцангуй энгийн зүйл юм. Зарим гар урчууд ихэвчлэн хийн генераторыг өөрсдийн гараар хийдэг.
Дотоодын суурилуулалтаас гаргаж авсан хийг өөр өөр зориулалтаар ашиглаж болно. Маш олон удаа, жишээлбэл, хувийн худалдаачид энгийн зуухыг хийн генераторт холбодог. Пиролизийн хийн шаталт нь байгалийн хий шиг хүчтэй биш юм. Гэсэн хэдий ч зуухыг зориулалтын дагуу ашиглах нь маш тохиромжтой хэвээр байна.
Мөн, жишээ нь, өдөр тутмын амьдралд автоген генераторыг ихэвчлэн хийн генераторуудтай холбодог. Байгалийн хий ашиглан хүчилтөрөгч нийлүүлэх үед ийм төхөөрөмж дэх галын температур 2000 °C хүрдэг.
Өмнө дурьдсанчлан гэртээ пиролизийн хийг машины түлш болгон ашиглаж болно. Ийм хэрэглээний хувьд машины хөдөлгүүрийг зөвхөн бага зэрэг өөрчлөх шаардлагатай болно. Үүний зэрэгцээ бензин, дизель хөдөлгүүр хоёулаа ийм түлш дээр ажиллах боломжтой. Ийм хийг гэртээ ихэвчлэн цахилгаан үүсгүүрт ашигладаг.
Програмын онцлогууд
Иймээс пиролизийн хий нь байгалийн болон шингэрүүлсэн хийтэй харьцуулахад дулаан дамжуулалт бага зэрэг бага байдаг. Тиймээс янз бүрийн төрлийн халаалт болонгал тогооны тоног төхөөрөмжийг зөв, илүү эрчимтэй шатаахын тулд ашиглахдаа түүний хангамжийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай.
Гал тогооны тоног төхөөрөмжид жишээлбэл тийрэлтэт онгоцыг өрөмдөж болно. Энэ тохиолдолд пиролизийн хийн зуух нь байгалийн хийтэй адил ажиллана. Өөрөөр хэлбэл, түлшний шаталтын эрч хүч ижил байх болно. Мөн янз бүрийн төрлийн төхөөрөмжийг өөр төрлийн хий рүү шилжүүлэхийн тулд програм хангамжийг нь ихэвчлэн өөрчилдөг. Ийм түлшээр ажилладаг тээврийн хэрэгсэлд түлшний системийг бүрэн сольдог.
Мод шатаах машин
ЗХУ-д 1920-иод оны эхээр хийн генераторын ачааны машин маш өргөн хэрэглэгдэж байсан. Тэр жилүүдэд манай улсад ийм машинуудын өрсөлдөөний туршилтыг хүртэл хийж байсан.
Манай ЗСБНХУ-д анхны автомашины хийн генераторын хөдөлгүүрийг профессор В. С. Наумов 1927 онд суурилуулж байсан бол 1928 онд Автомашин тракторын шинжлэх ухааны хүрээлэн Орост ийм машин зохион бүтээж эхэлжээ. Дараа нь тус байгууллагын мэргэжилтнүүд гадаадын "Имберт-Дитрих", "Пип" машинууд дээр туршилт хийжээ.
Манай улсад баригдсан анхны NATI-1 хийн генератор энгийн модоор ажилладаг. 1932 онд моторт завинд зориулагдсан NATI-3 суурилуулалтыг бас бүтээжээ. Үүний зэрэгцээ Автодор нийгэмлэгийн дэмжлэгтэйгээр Орост анхны автомашины хийн генератор гарч ирэв. Энэ нь "Автодор-1" гэсэн нэрийг авсан. Хожим нь энэ төрлийн хэд хэдэн дэвшилтэт суурилуулалтыг ЗХУ-д боловсруулсан. Тэдний олж авсан пиролизийн хийн найрлагаашиглах нь үнэндээ маш өндөр чанартай байсан. Энэхүү түлшээр ажилладаг машинууд нь найдвартай, өндөр гүйцэтгэлтэй, удаан эдэлгээтэй гэдгээрээ алдартай.
Дэлхийн 2-р дайны үед ЗСБНХУ-д ЗИС-5, ГАЗ-АА маркийн хийн генераторуудыг фронт болон ар талд идэвхтэй ашиглаж байжээ. Дайны төгсгөлд тус улсад пиролизийн хийн хөдөлгүүртэй 200 мянга орчим машин аль хэдийн ажиллаж байсан.
Мэдээж ийм түлш хэрэглэх болсон нь тухайн үед газрын тосны бүтээгдэхүүн байхгүй байсантай холбоотой. Гэхдээ зөвхөн улсын төсвийн алдагдалтай учраас пиролизийн хий ашигласан гэж бодож болохгүй. Тухайн үед ийм түлш нь нэлээд үр дүнтэй, ирээдүйтэй гэж тооцогддог байсан бөгөөд зөвхөн Орос улсад ашиглагддаггүй байв. Тухайлбал, өнгөрсөн зууны 20-30-аад оны үед пиролизийн машинууд Франц, Герман, Их Британи, Финланд, Швед зэрэг орнуудад өргөн тархсан. Мөн ийм хий дээр ажилладаг машинууд Азийн зарим оронд өргөн хэрэглэгддэг байсан. Жишээлбэл, энэ төрлийн машиныг тухайн үед Хятад, Япон, Энэтхэгт амжилттай ажиллуулж байсан.
Түүхэн мэдээлэл
Модны пиролиз нь хүмүүсийн идэвхтэй хэрэглэж эхэлсэн анхны химийн процессуудын нэг юм. Жишээлбэл, Орос улсад ийм урвалыг 12-р зууны эхэн үед нарсны давирхай үйлдвэрлэхэд өргөнөөр ашиглаж байжээ. Сүүлд нь олс шингээх, голын болон далайн хөлөг онгоцыг боловсруулахад ашиглагдаж байв. Аж үйлдвэрийн хэмжээнд Шведүүд анх удаа мод шингээхийн тулд пиролизийг ашигласан. Энэ улсад ч ийм хариу үйлдэл үзүүлдэгшингээгч давирхай хийхэд ашигладаг.
20-р зууны эхэн үед дэлхийн хамгийн шилдэг модны пиролизийн сургуулиуд Орост бий болсон. Энэ нь мэдээжийн хэрэг, манай орны нутаг дэвсгэрт олон ой мод ургадагтай холбоотой байв. Байгалийн хийг ашиглахаас өмнө бид Орост олон аж ахуйн нэгжид хүчирхэг хий үйлдвэрлэх төхөөрөмж суурилуулсан. Байгалийн хийгээр ажилладаг төхөөрөмж гарч ирэхээс өмнө ийм суурилуулалтыг удаан хугацаанд ашиглаж байсан.
Мэдээж хожим ийм тоног төхөөрөмжийг хуучирсан гэж зарласан. Хийн генераторуудыг үйлдвэрүүдээс гаргаж авсан. Харамсалтай нь пиролиз нь Европын орнуудаас ялгаатай нь эдийн засгийн өөр төрлийн түлшний нэг төрөл болох ОХУ-д өргөн тархаагүй байна. Гэсэн хэдий ч Орос улсад энэ төрлийн түлш одоогоор нэлээд ирээдүйтэй гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Тиймээс ойрын ирээдүйд пиролизийн хийг манай улсад хамаагүй өргөн ашиглах боломжтой. Эцсийн эцэст ийм түлш ашиглах нь зөвхөн мөнгө хэмнэх төдийгүй байгаль орчныг хамгаалах боломжийг олгодог.
