פירוליזה

פירוליזה או זיקוק יבש הוא תהליך פירוק של חומר (לרוב חומר אורגני) על ידי חימום לטמפרטורה גבוהה, ללא נוכחות חמצן או הלוגן. הפירוליזה היא תהליך בלתי הפיך המשנה את ההרכב הכימי ואת התכונות הפיזיקליות של החומר. הפירוליזה הוא התהליך ההופך עץ לפחם והוא מתרחש בשריפה של דלקים מוצקים. הלהבות הנצפות בשריפת עץ הן של הגזים הנפלטים בפירוליזה ולא של שריפת החומר המוצק. ככלל בפירוליזה של חומר אורגני משתחררים גזים ונוזלים והמוצק הנותר, המכונה Char, עשיר יותר בפחמן. פירוליזה המתקדמת עד למצב בו השארית המוצקה היא בעיקר פחמן נקראת פחמון.

ריטורט המשמש לפירוליזה של פצלי שמן לניצול החומר האורגני

יישום תעשייתי

בתעשייה הכימית משתמשים בפירוליזה להפיק, בין היתר, במגוון תהליכים:

• פחם פעיל, מתנול ומוצרים אחרים מעץ.
• הפיכת אתילן דיכלוריד לוויניל כלוריד, ממנו מייצרים PVC.
• הפיכת ביומסה לגז הסינתיזה.
• פיצוח פחמימנים כבדים בנפט לקלים יותר המשמשים כדלק.
• פצלי שמן ופסולת פלסטיק לייצור נפט.

יישומים אחרים

• לתגובות פירוליזה תפקיד בבישול, טיגון, צליה ואפיה. בבישול עוברים פירוליזה פחמימות וחלבונים, כך למשל פירוליזה מתרחשת בתהליך ייצור קרמל והיא המספקת חומצות אמינו לתגובת מייאר. הטמפרטורה הדרושה לפירוליזה של שומנים גבוהה מהטמפרטורה אליה מגיעים בדרך כלל בהכנת מזון.
• משתמשים בפירוליזה באנליזות כימיות כמו ספקטרומטר מסה ותיארוך פחמן-14

פירוליזה כשיטה לטיפול בפסולת פלסטיק

פירוליזה נכללת תחת הקטגוריה של מחזור שלישוני (שבה נמצאים גם גזיפיקציה, מיצויי כימי, דה-פולימריזציה), טכנולוגיות שונות המאפשרות מחזור פסולת פלסטיק לדלקים ולמוצרי יסוד לתעשייה. תחתיה בפירמידת המחזור נמצאת הקטגוריה הרביעית של מחזור שכוללת השבה לאנרגיה באמצעות שריפה. לפירוליזה יתרונות משמעותיים לעומת שיטות אחרות בטיפול בפסולת פלסטיק. לעומת מחזור מכני, עלות מיון, שטיפה, עירבוב, זניחה בשיטת הפירוליזה.

המכניזם של פירוליזה כוללת בתחילה המסה של הפלסטיק, לאחר מכן הוא מתחילות להיווצר בועות שממשיכות בטמפרטורות של 100 עד 400 C°. שלב חשוב מאוד בפירוק התרמי קורה מעל 400 C° כאשר נוצרים רדיקלים R, אשר תורמים לפירוק קשרי פחמן-פחמן ובתורן לשבירת שרשראות ולהיווצרות של הידרוקרבונים וביניהם פרפינים, סולר, בנזין ועוד.

קו-פירוליזה של פסולת פלסטיק עם פצלי שמן

קו-פירוליזה היא שיטה של הזנה משולבת פסולת פלסטיק עם פצלי שמן אל ראקטור הפירוליזה. פצלי השמן מכילים חומר מינרלי בנוסף לחומר האורגני אשר פועל כקטליזטור (זרז) בזמן פירוק פסולת הפלסטיק. בנוסף לכך פצלי השמן משמשים כחומר נשא חום וכמדיום מכני ופיזי לעיבוד הפסולת. תוצרי הקו-פירוליזה הם לרוב נפט וחשמל.

הוספת פסולת פלסטיק לפצלי השמן משפרת את הפירוק התרמי מבחינה קינטית וגורמת לטמפרטורת פירוק נמוכה יותר בהשוואה לפירוליזה רגילה וחסכון אנרגטי. תוצרי הקו-פירוליזה הם בעלי איכות טובה יותר ומאופיינים בצפיפות נמוכה ותכולת גופרית נמוכה יותר לעומת פירוליזה של פסולת פלסטיק.

קישורים חיצוניים

• פירוליזה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

ערך זה הוא קצרמר בנושא כימיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.