Hvad er termisk depolymerisering?
Termisk depolymerisering er en industriel proces til nedbrydning af forskellige affaldsmaterialer til råolieprodukter. Dette involverer at udsætte materialerne for høje temperaturer og tryk i nærværelse af vand, hvorved der indledes en proces, der er kendt som vandpyrolyse. Resultatet er depolymerisationen af materialernes langkædede polymerer til kortkædede monomerer, i dette tilfælde petroleumskulbrinter. Dette er en stærkt accelereret kunstig gengivelse af processen, der dannede fossile brændstoffer i naturen. En bred vifte af affaldsprodukter, kendt som råmaterialer, kan anvendes i termiske depolymerisationsprocesser, herunder plast og biomassematerialer.
Den termiske depolymerisationsproces (TDP) har eksisteret i ca. 70 år, men blev først betragtet som levedygtig i slutningen af 1990'erne. Denne mangel på levedygtighed var et resultat af uacceptabel energi, der blev returneret ved den investerede energi (EROEI) -klassificering, dvs. måling af den mængde energi, der blev taget for at producere energiproduktionen. Tidlige metoder krævede langt mere energi til at producere end energiproduktionen, men banede vejen for moderne systemer, der har EROEI-klassifikationer på 6,67, eller cirka 85 enheder energi produceret for hver 15 brugt. Konventionel landbrugsproduktion af biodiesel og ethanol har karakterer på ca. 4,2, hvilket gør den termiske depolymerisationsproces til en attraktiv mulighed. Bortset fra dets effektivitet har systemet adskillige andre fordele, herunder nedbrydning af tungmetalkontaminering til ufarlige oxider og ødelæggelse af organiske giftstoffer og prioner, der er ansvarlige for gale køer og Creutzfeldt-Jakob sygdomme.
I praksis er den vandige pyrolyseproces i hjertet af termisk depolymerisation ret enkel. Råvarematerialer formales først i små stykker og blandes med vand. Blandingen opvarmes derefter til 482 ° F (250 ° C) i ca. 15 minutter i en trykbeholder. Den dannede damp hæver trykket i beholderen til ca. 600 pund pr. Kvadrat tomme (PSI), som ved afslutningen af opvarmningsprocessen hurtigt frigøres. Dette får vandet til at blinke af eller hurtigt fordampe, hvilket efterlader resterende faste stoffer og rå kulbrinter.
Disse bestanddele adskilles, og carbonhydrider opsamles for yderligere forfining. Dette involverer yderligere termisk behandling til 500 ° C (930 ° F) og fraktioneret destillationssortering. Resultaterne er lette og tunge naphta-, parafin- og gasoliefraktioner, som er egnede til fremstilling af flere kvaliteter fyringsolie. De resterende faste stoffer, der er tilbage efter den indledende termiske behandling, kan anvendes som gødning, filtre, jordbrændstof og aktivt kul til spildevandsbehandling.
Listen over egnede råstoffer til TDP er omfattende og inkluderer affaldsplastik, dæk, træmasse, medicinsk affald og temmelig usmagelige biprodukter såsom kalkunudslip og kloakslam. Effektiviteten af den termiske depolymerisationsproces forbedres yderligere ved, at procesbiprodukter såsom metan, som ikke kan nedbrydes ved depolymerisation, indsamles og bruges til at drive turbinegeneratorer til at producere elektricitet til anlægget eller videresalg. Metan har også potentiale som biogas, et grønt alternativ til konventionel benzin.