pirolisi

1. Kim.

Gai bat oxigenorik gabeko giroan berotuz deskonposatzea. Pirolisia erregai fosilen transformazio-prozesu batzuen funtsa da (harrikatzaren destilazio lehorra eta petrolioaren cracking termikoa, nahiz normalean pirolisi terminoaz izendatzen ez diren, pirolisi-prozesu burutugabeak dira funtsean). Biomasaren pirolisia hainbat produktu eta erregai lortzeko erabiltzen da.

1. Kim.
Gai bat oxigenorik gabeko giroan berotuz deskonposatzea. Pirolisia erregai fosilen transformazio-prozesu batzuen funtsa da (harrikatzaren destilazio lehorra eta petrolioaren cracking termikoa, nahiz normalean pirolisi terminoaz izendatzen ez diren, pirolisi-prozesu burutugabeak dira funtsean). Biomasaren pirolisia hainbat produktu eta erregai lortzeko erabiltzen da.

Pirolisia Edit

Egilea: Martin Olazar

PIROLISIA

Materiaren bero bidezko deskonposizioa da, oxigeno edo gas erreakzionatzailerik gabe egiten dena. Izan ere, nahiz eta etimologikoki hitzaren esangura “suaren bidezko apurketa” izan (pirolisi hitza grekotik dator: pyrós, πυρος, "sua", eta lysis, λυσις, "banaketa"), hutsean edo atmosfera geldoan materiari egiten zaion tratamendua edo deskonposizioa adierazteko erabiltzen da gaur egun. Errekuntza eta gasifikazioa ere degradazioa gertatzen den tratamendu termikoak dira, baina horietan atmosfera erreakzionatzailea erabiltzen da.

Pirolisiaren bidez tratagarria izateko edozein substantziak bete behar duen baldintza bakarra tenperaturak gora egitean ezegonkorra izatea da. Ondorioz, molekulen apurketa itzulezina gertatuko da. Oro har, tamaina molekular handiko konposatu organikoak dira pirolisiaren bidez tratatzeko egokienak; izan ere, haien egitura molekularra ez da gai tenperatura altuak eragindako bibrazioak jasateko, eta, beraz, zati txikitan apurtzen da. Adibide ugari ditugu, hala nola polimero naturalak (zelulosa, lignina eta abar), polimero sintetikoak (plastikoak, kautxuaketa abar), petroliotik destilatutako hidrokarburo astunak eta halogenodun edo oxigenodun hidrokarburo txikiagoak. Petroliotik erauzitako deribatuen kasuan, pirolisi berba baino gehiago erabiltzen da krakeaketa (cracking).

Pirolisi-prozesurik ezagunena txondorretan egiten zen, egurretik ikatza ateratzeko.  Berrikiago, ikatza pirolizatzen hasi zen burdingintzan behar zen kokea lortzeko. Gaur egun, pirolisi-prozesua oso hedatuta dago teknika analitiko gisa, eta badirudi hondakinen kudeaketan ere hori izango dela aukerarik bideragarriena.

Pirolisiaren bidezko teknika analitikoan, lagina azkar eta tenperatura alturaino berotzen da eta ondorioz molekulak apurtu egiten dira. Hala sortutako konposatu hegazkor arinagoak analizatu egiten dira zuzenean, era kualitatiboan nahiz kuantitatiboan, hainbat teknika erabiliz (gas-kromatografia, masa-espektroskopia, espektrofotometria infragorriaeta abar). Pirolizatu den polimero edo konposatu bakoitzak kromatograma berezia sortzen du, bakoitzak berea, eta konposatu horren hatza (edo arrastoa) deritzo. Hala, pirolisiaren bidez oso ondo identifikatu eta ezberdintzen dira munduan erabilienak diren poliolefinak (HDPE dentsitate handiko polietilenoa, LDPE dentsitate txikiko polietilenoa, PP polipropilenoa), PVC poli(binil kloruroa), PS poliestirenoa eta PMMA polimetilmetakrilatoa. Izan ere, poliolefinen pirolisian tamaina ezberdinetako parafinak (hidrokarburo lineal aseak) eta olefinak (lotura bikoitza duten hidrokarburo linealak) sortzen dira gehienbat, baina PS eta PMMAren pirolisian jatorrizko monomeroak (estirenoa eta metilmetakrilatoa) sortzen dira batez ere.

Hondakinak pirolizatzean, hiru frakzio lortzen dira oro har: gasa, likidoa eta solidoa. Frakzio bakoitzaren etekina eta konposizioa faktore hauen araberakoa da: pirolizatutako lehengaia, operazio-tenperatura eta emaitzak erreaktorearen barruan irauten duten denbora (egoitza-denbora).

Tenperaturaren eta produktu sortu berrien egoitza-denboraren arabera, hiru pirolisi-mota bereizten dira: ohikoa, motela eta azkarra (flash). Mugak ezartzea ez da erraza, lehengaien arabera oso desberdinak izan baitaitezke. Egurraren edo landare-biomasaren pirolisirako, aski ezagunak dira faktoreak. Pirolisi-tenperatura 500 °C-tik beherakoa, berotze-abiadura motela eta egoitza denbora 0,5 eta 5 min bitartekoa denean, ohiko pirolisia gertatzen da, eta antzeko neurrian lortzen dira solidoa (egur-ikatza), likidoa eta gasa. Frakzio solidoaren ekoizpen handia lortu nahi denean, pirolisi motela egin behar da, eta horretarako 400 °C inguruko tenperatura eta 15 minututik egun batzuetara bitarteko egoitza-denbora erabili behar dira. Horixe da, hain zuzen, egur-ikatza ekoizteko aspaldian erabili izan den modua. Azkenik, produktu likidoaren etekin handia lortzea denean helburua, 500 °C-ko pirolisi azkarra da egokiena, eta horretarako, oso berotze-abiadura azkarra behar da (bat-batekoa) eta produktu hegazkorren egoitza-denbora 1 s edo laburragoa izatea. Gasaren etekin handia lortu nahi denean, 700 °C-tik gorako pirolisi azkarra erabili behar da.

Industrian hondakinen pirolisirako erabiltzen diren labeak txandakako presiopeko erreaktoreak (autoklabeak), etengabe lan egiten duten erreaktore atmosferikoak (ohantze finko eta fluidizatuak eta labe birakariak) eta hutsean lan egiten duten ohantze mugikorrak dira.

Landare-biomasazko hondakinak ugari dira (basoen ustiapenean eta garbiketetan, nekazaritzan eta elikagaigintzan sortutakoak, baita zuraren lehen eta bigarren langintzan sortutakoak ere), eta, haietatik ahalik eta likido gehien atera nahi denean, pirolisi azkarra egiten zaie 500 °C inguruko tenperaturan. Kasu honetan, produktuen banaketa honako hau da: % 10 egur-ikatz, % 20 gas eta % 70 likido. Azken horri, hidrokarburo oxigenodunen nahaste konplexua denez, bioolioa edota azido piroligneotsua esaten zaio, eta bigarren belaunaldiko bioerregai gisa hartua da, petrolioaren menpekotasuna murrizteko produkturik erakargarrienetarikoa baita.

Plastiko gehienen pirolisian, eta lehen aipaturiko HDPE, LDPE, PP, PVC, PS eta PMMAren kasuan hain zuzen, 700 °C-tik gora lan egiten denean, ez da frakzio solidorik sortzen. Aldiz, poliolefinen (HDPE, LDPE eta PPren) pirolisian ezkoak agertzen dira, eta haien etekina % 85tik gorakoa izaten da 500 ºC-tik behera lan egiten bada.

Pneumatikoa kautxu naturalez eta sintetikoz osatuta dago, eta, gizakiak gehien sortzen duen polimeroetariko bat denez, pneumatiko erabiliek arazo larriak sortzen dituzte. Materialok balioztatzeko pirolisia erabiliz, % 30 inguru ikatz beltz lortzen da, % 5 inguru gas, eta gainontzekoa (% 65 inguru) likidoa. Hidrokarburoz osotuta dago likidoa (besteak beste, parafinaz, olefinaz eta aromatikoz) eta erretzeko fuelaren antzeko ezaugarriak ditu.