فیزیک به زبان ساده

 

این پروسه یک واکنش اساسی شیمیایی است و پیش‌ماده پروسه‌های احتراق و گازی‌سازی است که معمولا در همان دو ثانیه اول اتفاق می‌افتد. فرآورده‌های ناشی از آتشکافت زیست‌توده شامل biochar (نوعی زغال چوب)، روغن زیستی (bio-oil) و گازهایی شامل متان، هیدروژن، مونوکسیدکرین و دی‌اکسیدکربن است.

بسته به محیط گرمایی و درجه حرارت نهایی، آتشکافت می‌تواند منجر به تولید زغال چوب در دماهای پایین (کم‌تر از ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد) و در نرخ گرمایش کاملا آهسته شود، و در دماهای بالا (بیش‌تر از ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد) و نرخ گرمایش سریع گاز تولید نماید. در دماهای متوسط و نرخ‌های گرمایش تقریبا بالا، فرآورده اصلی روغن زیستی خواهد بود.

آتشکافت می‌تواند در مقیاس‌های کوچک و مناطق دورافتاده انجام شود و موجب تقویت چگالی انرژی منابع زیست توده و کاهش هزینه‌های حمل و نقل شود. آتشکافت راهی‌ست جذاب و قابل انعطاف برای تبدیل زیست توده جامد به زیست توده مایعی که به‌راحتی می‌تواند ذخیره و منتقل شود و برای تولید حرارت، برق و مواد شیمیایی استفاده شود.

طیف وسیعی از منابع زیست‌توده می‌توانند در پروسه‌های آتشکافت استفاده شوند. پروسه آتشکافت وابستگی زیادی به رطوبت منابع اولیه –که تقریبا ۱۰٪ است- دارد. در درصد رطوبت‌های بالا، مقدار زیادی آب تولید می‌شود و در رطوبت‌های پایین این ریسک وجود دارد که پروسه در عوض روغن تنها غبار تولید نماید. مواد اولیه با رطوبت بالا، مانند لجن و زائدات گوشت، بایستی قبل از آتشکافت خشک شوند.

 

بازدهی و نوع پروسه آتشکافت به اندازه منابع اولیه زیست توده دارد. اغلب تکنولوژی‌های آتشکافت تنها می‌توانند از ذرات ریز نهایتا دو میلی‌متری استفاده نمایند تا عملیات انتقال حرارت سریع انجام شود. این بدین معناست که منابع قبل از آتشکافت بایستی کوچک شوند.

می‌توان پروسه‌های آتشکافت را به آتشکافت آهسته و آتشکافت سریع طبقه‌بندی کرد. در حال حاضر آتشکافت سریع استفاده بیشتری دارد. در آتشکافت آهسته چندین ساعت طول می‌کشد تا پروسه کامل شود و اصلی‌ترین محصول آن زغال چوب است. در سوی دیگر، آتشکافت سریع منجر به تولید ۶۰٪ روغن زیستی می‌شود و تنها چند ثانیه برای تکمیل پروسه نیاز است. به‌علاوه، ۲۰٪ زغال چوب و ۲۰٪ گاز سنتز (syngas) نیز تولید می‌کند.

 

bio-oil

روغن زیستی مایعی با رنگ قهوه‌ای تیره است و ترکیب مشابهی با زیست‌توده دارد. روغن زیستی چگالی بیش‌تری نسبت به مواد چوبی دارد که موجب کاهش هزینه‌های نگهداری و حمل و نقل می‌شود. روغن زیستی برای استفاده مستقیم در موتورهای احتراق داخلی مناسب نیست. اما می‌تواند هم به‌عنوان یک نوع سوخت مخصوص استفاده شود و هم در پروسه‌های گازی‌سازی یک گاز سنتز و در نهایت بیودیزل به‌کار رود. روغن زیستی مخصوصا برای سوزاندن با دیگر مواد مناسب است زیرا می‌تواند به‌راحتی با سوخت‌های جامد استفاده و سوزانده شود و همچنین هزینه نگهداری و حمل و نقل کم‌تری دارد.

روغن زیستی مزیت‌های بیش‌تری نسبت به زیست‌توده جامد و گازی‌سازی دارد زیرا استفاده، ذخیره‌سازی و احتراق آن در نیروگاه‌های برق کنونی -زمانی‌که نیازی به روش‌های راه‌اندازی خاصی نیاز نیست- به‌راحتی امکان‌پذیر است. به‌علاوه، روغن زیستی منبعی حیاتی برای طیف وسیعی از ترکیب‌های آلی و مواد شیمیایی خاص است.