karbonizasyon - Carbonization
Karbonizasyon , bitkiler ve ölü hayvan kalıntıları gibi organik maddelerin yıkıcı damıtma yoluyla karbona dönüştürülmesidir .
Karbonizasyonda karmaşıklık
Karbonizasyon bir pirolitik reaksiyondur, bu nedenle dehidrojenasyon, yoğuşma, hidrojen transferi ve izomerizasyon gibi birçok reaksiyonun aynı anda gerçekleştiği karmaşık bir işlem olarak kabul edilir.
Dan Karbonizasyon farklılık Kömürleşme onun reaksiyon hızı birçok düzene göre daha hızlı olması nedeniyle çok daha hızlı gerçekleşir ki,.
Nihai piroliz sıcaklığı için, uygulanan ısı miktarı, karbonizasyon derecesini ve yabancı elementlerin kalıntı içeriğini kontrol eder. Örneğin, T = 1200 K'de tortunun karbon içeriği ağırlıkça % 90'lık bir kütle fraksiyonunu aşar, oysa T = 1600 K'da ağırlıkça % 99'dan fazla karbon bulunur. Karbonizasyon genellikle ekzotermiktir , bu da prensipte kendi kendine devam ettirilebileceği ve karbondioksit üretmeyen bir enerji kaynağı olarak kullanılabileceği anlamına gelir . (Bkz.) Glikoz durumunda , reaksiyon gram başına yaklaşık 237 kaloriyi serbest bırakır .
Tüm biyo materyal (a durumunda olduğu gibi ani kavurucu ısıya maruz nükleer patlama veya pyroclastic akış bir mesafede volkan , örneğin), katı karbon dönüştürerek, son derece hızlı bir şekilde karbonize edilebilir. Herculaneum'un bir yanardağ tarafından tahrip edilmesinde, mobilya gibi birçok organik nesne yoğun ısı tarafından karbonize edildi.
Odun kömüre nasıl dönüştürülür
Ahşabın endüstriyel bir ortamda karbonizasyonu genellikle 280 °C'nin üzerinde bir sıcaklık gerektirir, bu da enerjiyi serbest bırakır ve bu nedenle bu reaksiyonun ekzotermik olduğu söylenir . Ahşabın kendiliğinden bozulması olarak da görülebilen bu karbonizasyon, geriye sadece odun kömürü denilen karbonlaşmış kalıntı kalana kadar devam eder . Daha fazla harici ısı sağlanmadıkça işlem durur ve sıcaklık maksimum yaklaşık 400 °C'ye ulaşır. Bununla birlikte, bu kömür, orijinal ahşabın külü ile birlikte kayda değer miktarda katran kalıntısı içerecektir .
Karbonizasyonda endüstriyel güvenlik
Karbonizasyon zararlı olabilecek maddeler üretir ve riskleri azaltmak için basit önlemler alınmalıdır.
Karbonizasyon ile üretilen gaz, solunduğunda zehirli olan yüksek bir karbon monoksit içeriğine sahiptir. Bu nedenle, işletme sırasında fırın veya kuyu çevresinde çalışılırken ve fırın boşaltma için açıldığında, boşaltma sırasında da sıcak yakıtın kendiliğinden tutuşmasıyla oluşan karbon monoksitin fırına girmesini sağlamak için uygun havalandırmanın sağlanmasına dikkat edilmelidir. dağılmak.
Karbonizasyondan üretilen katran ve duman, doğrudan zehirli olmasa da, solunum sistemi üzerinde uzun süreli zararlı etkilere sahip olabilir. Konut alanları, mümkünse, hakim rüzgarların kömür operasyonlarından çıkan dumanı kendilerinden uzaklaştıracak şekilde yerleştirilmeli ve fırın pilleri konut alanlarının yakınına yerleştirilmemelidir.
Ahşap katranları ve piroligöz asit cildi tahriş edebilir ve koruyucu giysiler sağlanarak ve maruziyeti en aza indiren çalışma prosedürleri benimsenerek uzun süreli cilt temasından kaçınmak için özen gösterilmelidir.
Katranlar ve pirolign likörler ayrıca akarsuları ciddi şekilde kirletebilir ve insanlar ve hayvanlar için içme suyu kaynaklarını etkileyebilir. Balıklar da olumsuz etkilenebilir. Orta ve büyük ölçekli kömür operasyonlarından kaynaklanan sıvı atıklar ve atık su, büyük çökeltme havuzlarında tutulmalı ve bu suyun yerel drenaj sistemine geçmemesi ve akıntıları kirletmemesi için buharlaşmasına izin verilmelidir. Fırınlar ve çukurlar, imbiklerden ve diğer karmaşık sistemlerden farklı olarak, normalde sıvı atık üretmezler - yan ürünler çoğunlukla buhar olarak havaya dağılır. Çevrenin hava yoluyla bulaşmasına karşı alınacak önlemler bu durumda daha büyük önem taşır.
Karbonizasyon ve biyodizel yakıtlar
Bir çalışmada, karbonizasyon yeni oluşturmak için kullanılan katalizörün üretilmesi için biyodizel gelen etanol ve yağ asitleri . Katalizör, glikoz ve sakaroz gibi basit şekerlerin karbonizasyonu ile oluşturulmuştur . Şekerler , polisiklik aromatik karbon tabakalarının karmaşık bir karışımından oluşan siyah bir karbon tortusuna bir nitrojen akışı altında 400 °C'de 15 saat süreyle işlendi . Bu malzeme daha sonra tabakaları sülfonit , karboksil ve hidroksil katalitik bölgelerle işlevselleştiren sülfürik asit ile işlendi .