الانحلال الحراري

قطع من الخشب تحترق، تُظهر مراحل مختلفة من التحلل الحراري، متبوعة بالاحتراق التأكسدي.

الانحلال الحراري ( يُلفظ / paɪˈrɒlɪsɪs / ؛ من اليونانية القديمة πῦρ ( pûr ) بمعنى " نار " و λύσις ( lúsis ) بمعنى " فصل " ) هو عملية تتضمن فصل الروابط التساهمية في المواد العضوية عن طريق التحلل الحراري في بيئة خاملة خالية من الأكسجين . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]  

التطبيقات

تُستخدم عملية التحلل الحراري على نطاق واسع في معالجة المواد العضوية ، وهي إحدى العمليات المُستخدمة في تفحيم الخشب. [ 4 ] بشكل عام، ينتج عن التحلل الحراري للمواد العضوية مواد متطايرة، ويخلف وراءه فحمًا ، وهو عبارة عن بقايا صلبة غنية بالكربون. يُطلق على التحلل الحراري الشديد، الذي يُخلف في معظمه الكربون ، اسم التفحيم . يُعتبر التحلل الحراري إحدى خطوات عمليات التغويز أو الاحتراق . [ 5 ] [ 6 ] بالمقارنة مع الغاز التخليقي ، يحتوي غاز التحلل الحراري على نسبة عالية من كسور القطران الثقيلة، التي تتكثف عند درجات حرارة عالية نسبيًا، مما يمنع استخدامه المباشر في مواقد الغاز ومحركات الاحتراق الداخلي.

تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية ، على سبيل المثال، لإنتاج الإيثيلين ، والعديد من أشكال الكربون ، ومواد كيميائية أخرى من البترول والفحم وحتى الخشب، أو لإنتاج فحم الكوك من الفحم . كما تُستخدم أيضًا في تحويل الغاز الطبيعي (وخاصة الميثان ) إلى غاز الهيدروجين وفحم الكربون الصلب ، وهو ما تم تطبيقه مؤخرًا على نطاق صناعي. [ 7 ] وتشمل التطبيقات الطموحة للتحلل الحراري تحويل الكتلة الحيوية إلى غاز التخليق والفحم الحيوي ، وإعادة تدوير النفايات البلاستيكية إلى زيت قابل للاستخدام، أو تحويل النفايات إلى مواد آمنة للتخلص منها.

مصطلحات

الانحلال الحراري هو أحد أنواع عمليات التحلل الكيميائي التي تحدث عند درجات حرارة عالية (أعلى من درجة غليان الماء أو المذيبات الأخرى). ويختلف عن عمليات أخرى مثل الاحتراق والتحلل المائي في أنه لا يتضمن عادةً إضافة مواد أخرى مثل الأكسجين ( O₂).٢ ، في الاحتراق) أو الماء (في التحلل المائي). [ ٨ ] ينتج عن التحلل الحراري مواد صلبة (فحمقابلة للتكثيف(زيوت ثقيلة وخفيفة، وقطران)، وغازات غير قابلة للتكثيف. [ ٩ ] [ ١٠ ] [ ١١ ] [ ١٢ ]

تختلف عملية التحلل الحراري عن عملية التغويز . في الصناعات الكيميائية، يشير التحلل الحراري إلى التحلل الحراري الجزئي للمواد الكربونية الذي يحدث في جو خامل (خالٍ من الأكسجين) وينتج عنه غازات وسوائل ومواد صلبة. ويمكن توسيع نطاق التحلل الحراري ليشمل التغويز الكامل الذي ينتج عنه غازات في الغالب، [ 13 ] وغالبًا ما يُضاف إليه بخار الماء، على سبيل المثال، لتغويز المواد الكربونية الصلبة المتبقية، انظر: إعادة تشكيل البخار .

الأنواع

تشمل أنواع محددة من التحلل الحراري ما يلي:

تأتي أنواع التحلل الحراري الأخرى من تصنيف مختلف يركز على ظروف تشغيل التحلل الحراري ونظام التسخين المستخدم، والتي تؤثر على إنتاجية منتجات التحلل الحراري.

الانحلال الحراريظروف التشغيلنسبة إنتاجية منتجات التحلل الحراري (بالوزن%)
التحلل الحراري البطيء عند درجة حرارة منخفضة [ 15 ]درجة الحرارة: 250-450 درجة مئوية

زمن بقاء البخار: 10-100 دقيقة

معدل التسخين: 0.1–1 درجة مئوية/ثانية

حجم المادة الخام: 5-50 مم

زيت حيوي ~30

الفحم الحيوي ~35

الغازات ~35

الانحلال الحراري الوسيط [ 16 ]درجة الحرارة: 600-800 درجة مئوية

زمن بقاء البخار: 0.5–20 ثانية

معدل التسخين: 1.0–10 درجة مئوية/ثانية

حجم المادة الخام: 1-5 مم

زيت حيوي ~50

الفحم الحيوي ~25

الغازات ~35

التحلل الحراري السريع في درجات الحرارة المنخفضة [ 15 ]درجة الحرارة: 250-450 درجة مئوية

زمن بقاء البخار: 0.5–5 ثانية

معدل التسخين: 10-200 درجة مئوية/ثانية

حجم المادة الخام: أقل من 3 مم

زيت حيوي ~50

الفحم الحيوي ~20

الغازات ~30

الانحلال الحراري السريع [ 15 ]درجة الحرارة: 800-1000 درجة مئوية

زمن بقاء البخار: أقل من 5 ثوانٍ

معدل التسخين: >1000 درجة مئوية/ثانية

حجم المادة الخام: أقل من 0.2 مم

زيت حيوي ~75

الفحم الحيوي ~12

الغازات ~ 13

التحلل الحراري المائي [ 16 ]درجة الحرارة: 350-600 درجة مئوية

زمن بقاء البخار: >15 ثانية

معدل التسخين: 10-300 درجة مئوية/ثانية

غير مُخصص
التحلل الحراري بدرجة حرارة عاليةدرجة الحرارة: 800-1150 درجة مئوية

زمن بقاء البخار: 10-100 دقيقة

معدل التسخين: 0.1–1 درجة مئوية/ثانية

زيت حيوي ~43

الفحم الحيوي ~22

الغازات ~ 45

تاريخ

فحم البلوط

استُخدمت عملية التحلل الحراري لتحويل الخشب إلى فحم منذ العصور القديمة. استخدم المصريون القدماء الجزء السائل الناتج عن التحلل الحراري لخشب الأرز في عملية التحنيط . [ 17 ]

ظل التقطير الجاف للخشب المصدر الرئيسي للميثانول حتى أوائل القرن العشرين. [ 18 ] وكان للتحلل الحراري دور فعال في اكتشاف العديد من المواد الكيميائية، مثل الفوسفور من فوسفات هيدروجين الأمونيوم والصوديوم ( NH4NaHPO4) في البول المركز ، والأكسجين من أكسيد الزئبق ، والعديد من النترات . [ 19 ]

مكونات تقطير الخشب

التقطير التدميري للأخشاب الراتنجية (مثل الصنوبر أو الأرز)، حيث يتم تسخين الخشب في غياب الهواء، مما يؤدي إلى تفكيكه إلى مكونات كيميائية مفيدة.

التحلل الحراري الأولي: عندما تخضع الأخشاب الراتنجية لعملية التحلل الحراري التقليدية، ينتج عن التقطير ثلاث حالات فيزيائية:

  • الغاز : أبخرة متطايرة تستخدم غالباً كوقود.
  • الفحم النباتي : بقايا الكربون الصلبة المتبقية في الفرن.
  • المقطر السائل: الأبخرة المكثفة التي تشكل الأساس لمزيد من التكرير.

فصل السائل: ينفصل السائل المقطر بشكل طبيعي (أو تتم معالجته) إلى طبقتين متميزتين:

  • حمض البيرولينوس : طبقة مائية (قائمة على الماء) تحتوي على حمض الأسيتيك والميثانول.
  • القطران الخام: خليط سميك داكن اللون وزيتي يحتوي على المركبات العضوية الأثقل.

التقطير التجزيئي للقطران الخام: ثم يُقطر القطران الخام بشكل إضافي بناءً على الكثافة ونقاط الغليان لإنتاج:

  • الزيوت الخفيفة ( زيت التربنتين ): زيوت أخف من الماء وتصعد إلى السطح.
  • القطران أو القار : البقايا الثقيلة شبه الصلبة المتبقية في القاع.
  • الزيوت الثقيلة ( الكريوزوت ): هذه هي "الزيوت الأثقل من الماء". هذا الجزء المحدد هو الكريوزوت الطبي أو الصناعي، والذي يُقدر لخصائصه الحافظة والمطهرة.
المنتج حسب درجة حرارة التحلل الحراري للخشب
التحلل الحراري البطيءالانحلال الحراري السريعالتغويز
منتجالفحم النباتي ( وقود صلب )الزيت الحيوي ( الوقود السائل )غاز التخليق
درجة حرارة250–450 درجة مئوية450–600 درجة مئوية700–1000+ درجة مئوية
إنتاجية السائلمنخفض (حوالي 30٪)مرتفع (حوالي 50-75%)منخفض جداً (<5%)
عائد صلبمرتفع (حوالي 35-40%)منخفض (حوالي 15-20%)الحد الأدنى (الرماد فقط)
إنتاج الغازمعتدل (حوالي 35%)منخفض (حوالي 15-20%)مرتفع (~85%+)

العمليات والآليات العامة

العمليات التي تحدث في التحلل الحراري للمواد العضوية عند الضغط الجوي

تتضمن عملية التحلل الحراري عموماً تسخين المادة فوق درجة حرارة تحللها ، مما يؤدي إلى كسر الروابط الكيميائية في جزيئاتها. وعادةً ما تصبح الشظايا جزيئات أصغر، ولكنها قد تتحد لإنتاج بقايا ذات كتلة جزيئية أكبر، وحتى مواد صلبة تساهمية غير متبلورة .

في كثير من الحالات، قد تتواجد كميات من الأكسجين أو الماء أو مواد أخرى، مما يسمح بحدوث الاحتراق أو التحلل المائي أو عمليات كيميائية أخرى إلى جانب التحلل الحراري. أحيانًا تُضاف هذه المواد الكيميائية عمدًا، كما هو الحال في حرق الحطب، وفي صناعة الفحم التقليدية ، وفي تكسير النفط الخام بالبخار.

في المقابل، يمكن تسخين المادة الأولية في فراغ أو في جو خامل لتجنب التفاعلات الكيميائية الجانبية (مثل الاحتراق أو التحلل المائي ). كما أن التحلل الحراري في الفراغ يخفض درجة غليان المنتجات الثانوية، مما يحسن استخلاصها.

عند تسخين المواد العضوية في درجات حرارة متزايدة في أوعية مفتوحة، تحدث العمليات التالية بشكل عام، في مراحل متتالية أو متداخلة:

  • عند درجة حرارة أقل من 100  درجة مئوية تقريباً، تتبخر المواد المتطايرة، بما في ذلك بعض الماء. وقد تتغير المواد الحساسة للحرارة، مثل فيتامين ج والبروتينات ، جزئياً أو تتحلل في هذه المرحلة.
  • عند حوالي ١٠٠  درجة مئوية أو أعلى قليلاً، يتبخر أي ماء متبقٍ امتصته المادة فقط. تستهلك هذه العملية كمية كبيرة من الطاقة ، لذا قد تتوقف درجة الحرارة عن الارتفاع حتى يتبخر كل الماء. أما الماء المحتجز في البنية البلورية للهيدرات، فقد يتبخر عند درجات حرارة أعلى قليلاً.
  • قد تذوب بعض المواد الصلبة، مثل الدهون والشموع والسكريات، وتنفصل.
  • بين 100 و500  درجة مئوية، تتحلل العديد من الجزيئات العضوية الشائعة. تبدأ معظم السكريات بالتحلل عند 160-180  درجة مئوية. يتحلل السليلوز ، وهو مكون رئيسي للخشب والورق والأقمشة القطنية، عند حوالي 350  درجة مئوية. [ 5 ] يبدأ اللجنين  ، وهو مكون رئيسي آخر للخشب، بالتحلل عند حوالي 350 درجة مئوية، ولكنه يستمر في إطلاق نواتج متطايرة حتى 500  درجة مئوية. [ 5 ] تشمل نواتج التحلل عادةً الماء، وأول أكسيد الكربون (CO) و/أو ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) ، بالإضافة إلى عدد كبير من المركبات العضوية. [ 6 ] [ 20 ] تنطلق الغازات والنواتج المتطايرة من العينة، وقد يتكثف بعضها مرة أخرى على شكل دخان. بشكل عام، تمتص هذه العملية الطاقة أيضًا. قد تشتعل بعض المواد المتطايرة وتحترق، مما يُنتج لهبًا مرئيًا . تصبح البقايا غير المتطايرة عادةً أغنى بالكربون وتُشكّل جزيئات كبيرة غير منتظمة، بألوان تتراوح بين البني والأسود. عند هذه المرحلة، يُقال إن المادة قد " تفحمت " أو "تفحمت".
  • عند درجة حرارة تتراوح بين 200 و300  درجة مئوية، إذا لم يُمنع دخول الأكسجين، قد تبدأ البقايا الكربونية بالاحتراق في تفاعل طارد للحرارة بشدة ، وغالبًا ما يكون اللهب المرئي ضئيلاً أو معدومًا. بمجرد بدء احتراق الكربون، ترتفع درجة الحرارة تلقائيًا، محولةً البقايا إلى جمرة متوهجة ومطلقةً ثاني أكسيد الكربون و/أو أول أكسيد الكربون. في هذه المرحلة، قد يتأكسد بعض النيتروجين المتبقي في البقايا إلى أكاسيد نيتروجينية مثل ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂ ) وأكسيد النيتروز ( N₂O₃ ) . كما قد يتأكسد الكبريت وعناصر أخرى مثل الكلور والزرنيخ ويتبخر في هذه المرحلة.
  • بعد اكتمال احتراق المخلفات الكربونية، غالبًا ما يتبقى رماد معدني، مسحوقي أو صلب، يتكون من مواد غير عضوية مؤكسدة ذات درجة انصهار عالية. قد يكون بعض الرماد قد انفصل أثناء الاحتراق، محمولًا مع الغازات على شكل رماد متطاير أو انبعاثات جسيمية . عادةً ما تبقى المعادن الموجودة في المادة الأصلية في الرماد على شكل أكاسيد أو كربونات ، مثل البوتاس . أما الفوسفور ، من مواد مثل العظام والدهون الفوسفورية والأحماض النووية ، فيبقى عادةً على شكل فوسفات .

تحديات السلامة

نظرًا لأن عملية التحلل الحراري تحدث عند درجات حرارة عالية تتجاوز درجة حرارة الاشتعال الذاتي للغازات الناتجة، فإن وجود الأكسجين يُشكل خطرًا للانفجار. لذا، يتطلب تشغيل أنظمة التحلل الحراري تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة، وهو ما يُمكن تحقيقه باستخدام وحدة تحكم خاصة بالتحلل الحراري. [ 21 ] كما يُنتج التحلل الحراري غازات سامة متنوعة، مثل أول أكسيد الكربون . ويزداد خطر نشوب حريق أو انفجار أو انبعاث غازات سامة عند بدء تشغيل النظام وإيقافه، أو عند تشغيله بشكل متقطع، أو أثناء حدوث اضطرابات تشغيلية. [ 22 ]

يُعدّ تطهير الغاز الخامل أمراً ضرورياً للسيطرة على مخاطر الانفجار الكامنة. هذه العملية ليست بسيطة، وقد أدّى عدم منع دخول الأكسجين إلى وقوع حوادث. [ 23 ]

التواجد والاستخدامات

الكيمياء السرية

يمكن تحويل مادة الكانابيديول (CBD) إلى مادة رباعي هيدروكانابينول (THC) عن طريق التحلل الحراري. [ 24 ] [ 25 ]

طبخ

بصل بني اللون مع جزر وكرفس في مقلاة.
البصل المكرمل هو بصل خضع لعملية تحلل حراري طفيفة.
قرص أسود مثني، بالكاد يمكن التعرف عليه كبيتزا، يقف منتصباً من طبق (طازج، أبيض)
هذه البيتزا مُحَوَّلة حرارياً، أي أنها مُكَوَّنة بالكامل تقريباً.

للتحلل الحراري تطبيقات عديدة في تحضير الطعام. [ 26 ] الكرملة هي عملية تحلل السكريات في الطعام (غالبًا بعد إنتاج السكريات من خلال تحلل عديدات السكاريد ). يتحول لون الطعام إلى البني ويتغير مذاقه. تُستخدم النكهات المميزة في العديد من الأطباق؛ على سبيل المثال، يُستخدم البصل المكرمل في حساء البصل الفرنسي . [ 27 ] [ 28 ] درجات الحرارة اللازمة للكرملة أعلى من درجة غليان الماء. [ 27 ] يمكن أن ترتفع درجة حرارة زيت القلي بسهولة فوق درجة الغليان. وضع غطاء على المقلاة يحافظ على الماء بداخلها، مما يؤدي إلى تكثيف بعضه والحفاظ على درجة الحرارة منخفضة جدًا بحيث لا تسمح بالتحمير.

يمكن أن يكون التحلل الحراري للطعام غير مرغوب فيه أيضًا، كما هو الحال في تفحم الطعام المحترق (عند درجات حرارة منخفضة جدًا بحيث لا يؤدي الاحتراق التأكسدي للكربون إلى إنتاج اللهب وحرق الطعام إلى رماد ).

فحم الكوك، الكربون، الفحم النباتي، والفحم المتفحم

قوالب الفحم المضغوطة ، المصنوعة غالبًا من نشارة الخشب المضغوطة أو ما شابهها، قيد الاستخدام

يتمتع الكربون والمواد الغنية بالكربون بخصائص مرغوبة، لكنها غير متطايرة حتى في درجات الحرارة العالية. ولذلك، تُستخدم عملية التحلل الحراري لإنتاج أنواع عديدة من الكربون؛ ويمكن استخدام هذه الأنواع كوقود، وككواشف في صناعة الصلب (فحم الكوك)، وكمواد إنشائية.

يُعدّ الفحم النباتي وقودًا أقل دخانًا من الخشب المُحلّل حراريًا. [ 29 ] تحظر بعض المدن، أو كانت تحظر، إشعال النيران الخشبية؛ وعندما يستخدم السكان الفحم النباتي فقط (والفحم الصخري المُعالج بطريقة مماثلة، والذي يُسمى فحم الكوك )، ينخفض ​​تلوث الهواء بشكل ملحوظ. في المدن التي لا يستخدم فيها الناس عادةً النار للطهي أو التدفئة، لا تكون هذه الخطوة ضرورية. في منتصف القرن العشرين، اشترطت تشريعات "الوقود الخالي من الدخان" في أوروبا استخدام تقنيات احتراق أنظف، مثل وقود فحم الكوك [ 30 ] ومحارق النفايات التي تحرق الدخان [ 31 ] كإجراء فعال للحد من تلوث الهواء. [ 30 ]

فرن حدادة، مزود بمنفاخ يدفع الهواء عبر طبقة من الوقود لرفع درجة حرارة النار. على المحيط، يتم تحويل الفحم حرارياً، مما يمتص الحرارة؛ أما فحم الكوك في المركز فهو كربون نقي تقريباً، ويطلق كمية كبيرة من الحرارة عند أكسدة الكربون.
المنتجات العضوية النموذجية التي يتم الحصول عليها عن طريق التحلل الحراري للفحم (X = CH، N)

تتألف عملية تصنيع فحم الكوك، أو ما يُعرف بـ"التفحيم"، من تسخين المادة في "أفران التفحيم" إلى درجات حرارة عالية جدًا (تصل إلى 900 درجة مئوية أو 1700 درجة فهرنهايت ) لتفكيك جزيئاتها إلى مواد متطايرة أخف وزنًا، تخرج من الوعاء، تاركةً بقايا مسامية صلبة تتكون في معظمها من الكربون والرماد غير العضوي. تختلف كمية المواد المتطايرة باختلاف المادة الخام، ولكنها عادةً ما تتراوح بين 25 و30% من وزنها. يُستخدم التحلل الحراري بدرجة حرارة عالية على نطاق صناعي لتحويل الفحم إلى فحم الكوك . يُعد هذا مفيدًا في علم المعادن ، حيث تُعد درجات الحرارة العالية ضرورية للعديد من العمليات، مثل صناعة الصلب . غالبًا ما تكون المنتجات الثانوية المتطايرة لهذه العملية مفيدة أيضًا، بما في ذلك البنزين والبيريدين . [ 32 ] يمكن أيضًا إنتاج فحم الكوك من البقايا الصلبة المتبقية من تكرير البترول.  

تتضافر البنية الوعائية الأصلية للخشب مع المسام الناتجة عن الغازات المتسربة لإنتاج مادة خفيفة ومسامية. وبالبدء بمادة كثيفة شبيهة بالخشب، مثل قشور الجوز أو نوى الخوخ، نحصل على نوع من الفحم ذي مسام دقيقة للغاية (وبالتالي مساحة سطح مسامية أكبر بكثير)، يُسمى الكربون المنشط ، والذي يُستخدم كمادة ماصة لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية.

الفحم الحيوي هو نتاج التحلل الحراري غير الكامل للمواد العضوية، مثل تلك الناتجة عن مواقد الطهي. وهو عنصر أساسي في تربة تيرا بريتا المرتبطة بالمجتمعات الأصلية القديمة في حوض الأمازون . [ 33 ] تحظى تيرا بريتا بإقبال كبير من المزارعين المحليين لخصوبتها الفائقة وقدرتها على تعزيز نمو مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة والحفاظ عليها، مقارنةً بالتربة الحمراء التقليدية في المنطقة. وتُبذل جهود حاليًا لإعادة إنتاج هذه التربة من خلال الفحم الحيوي ، وهو الناتج الصلب للتحلل الحراري لمواد مختلفة، معظمها نفايات عضوية.

ألياف كربونية منتجة عن طريق التحلل الحراري لشرنقة حرير. صورة مجهرية إلكترونية، شريط المقياس في أسفل اليسار يوضح 100 ميكرومتر .

ألياف الكربون عبارة عن خيوط من الكربون تُستخدم في صناعة خيوط ومنسوجات شديدة المتانة. تُصنع منتجات ألياف الكربون عادةً عن طريق غزل ونسج ألياف بوليمر مناسب ، ثم معالجة المادة حراريًا عند درجة حرارة عالية (من 1500 إلى 3000 درجة مئوية أو من 2730 إلى 5430 درجة فهرنهايت ). صُنعت ألياف الكربون الأولى من الحرير الصناعي (الرايون) ، لكن البولي أكريلونيتريل أصبح المادة الأولية الأكثر شيوعًا. في أول مصابيح كهربائية عملية، استخدم جوزيف ويلسون سوان وتوماس إديسون خيوط الكربون المصنوعة من خلال المعالجة الحرارية لخيوط القطن وشظايا الخيزران، على التوالي.  

التحلل الحراري هو التفاعل المستخدم لتغطية ركيزة مُشكّلة مسبقًا بطبقة من الكربون المُحلل حراريًا . ويتم ذلك عادةً في مفاعل ذي طبقة مميعة يتم تسخينه إلى درجة حرارة تتراوح بين 1000 و2000 درجة مئوية أو بين 1830 و3630 درجة فهرنهايت . تُستخدم طبقات الكربون المُحلل حراريًا في العديد من التطبيقات، بما في ذلك صمامات القلب الاصطناعية . [ 34 ]  

الوقود الحيوي السائل والغازي

يُعدّ التحلل الحراري أساسًا للعديد من طرق إنتاج الوقود من الكتلة الحيوية ، أي الكتلة الحيوية الليغنوسليلوزية . [ 35 ] تشمل المحاصيل التي دُرست كمواد أولية للكتلة الحيوية في التحلل الحراري أعشاب البراري الأصلية في أمريكا الشمالية، مثل عشب السويتشغراس، وأنواعًا مُهجّنة من أعشاب أخرى، مثل عشب المسكانثوس العملاق . تشمل المصادر الأخرى للمواد العضوية كمواد أولية للتحلل الحراري النفايات الخضراء، ونشارة الخشب، ونفايات الخشب، والأوراق، والخضراوات، وقشور المكسرات، والقش، ونفايات القطن، وقشور الأرز، وقشور البرتقال. [ 5 ] كما يجري تقييم مخلفات الحيوانات، بما في ذلك مخلفات الدواجن، وروث الألبان، وربما أنواع أخرى من الأسمدة. تُعدّ بعض المنتجات الثانوية الصناعية أيضًا مواد أولية مناسبة، بما في ذلك حمأة الورق، وحبوب التقطير، [ 36 ] وحمأة الصرف الصحي. [ 37 ]

في مكونات الكتلة الحيوية، تحدث عملية التحلل الحراري للهيميسليلوز بين 210 و310  درجة مئوية. [ 5 ] ويبدأ التحلل الحراري للسليلوز من 300 إلى 315  درجة مئوية وينتهي عند 360-380  درجة مئوية، مع ذروة عند 342-354  درجة مئوية. [ 5 ] ويبدأ اللجنين بالتحلل عند حوالي 200  درجة مئوية ويستمر حتى 1000  درجة مئوية. [ 38 ]

لا يزال وقود الديزل الاصطناعي المُصنّع عن طريق التحلل الحراري للمواد العضوية غير مُجدٍ اقتصاديًا. [ 39 ] ويمكن تحقيق كفاءة أعلى أحيانًا عن طريق التحلل الحراري السريع ، حيث يتم تسخين المواد الأولية المُجزأة بدقة بسرعة إلى ما بين 350 و500 درجة مئوية (660 و930 درجة فهرنهايت) لمدة تقل عن ثانيتين.  

يتم إنتاج الغاز التخليقي عادةً عن طريق التحلل الحراري. [ 26 ]

يمكن تحسين الجودة المنخفضة للزيوت المنتجة من خلال الانحلال الحراري عن طريق العمليات الفيزيائية والكيميائية، [ 40 ] مما قد يؤدي إلى زيادة تكاليف الإنتاج، ولكنه قد يكون منطقيًا من الناحية الاقتصادية مع تغير الظروف.

كما توجد إمكانية للتكامل مع عمليات أخرى مثل المعالجة الميكانيكية البيولوجية والهضم اللاهوائي . [ 41 ] ويجري أيضاً دراسة الانحلال الحراري السريع لتحويل الكتلة الحيوية. [ 42 ] ويمكن أيضاً إنتاج زيت الوقود الحيوي عن طريق الانحلال الحراري المائي .

تحلل الميثان بالحرارة لإنتاج الهيدروجين

يوضح هذا الرسم البياني مدخلات ومخرجات عملية التحلل الحراري للميثان، وهي عملية فعالة من خطوة واحدة لإنتاج الهيدروجين دون انبعاثات غازات دفيئة.

يُعدّ التحلل الحراري للميثان [ 43 ] عملية صناعية لإنتاج الهيدروجين "الفيروزي" من الميثان عن طريق إزالة الكربون الصلب من الغاز الطبيعي . [ 44 ] تُنتج هذه العملية أحادية الخطوة كميات كبيرة من الهيدروجين بتكلفة منخفضة (أقل من تكلفة إعادة تشكيل البخار مع احتجاز الكربون ). [ 45 ] لا تُطلق هذه العملية أي غازات دفيئة، ولا تتطلب حقن ثاني أكسيد الكربون في آبار عميقة. يُطلق الماء فقط عند استخدام الهيدروجين كوقود لشاحنات النقل الثقيلة الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود ، [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] وتوليد الطاقة الكهربائية بواسطة التوربينات الغازية، [ 51 ] [ 52 ] وللهيدروجين في العمليات الصناعية، بما في ذلك إنتاج أسمدة الأمونيا والأسمنت. [ 53 ] [ 54 ] التحلل الحراري للميثان هو عملية تُجرى عند درجة حرارة تقارب 1065  درجة مئوية لإنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي، مما يسمح بإزالة الكربون بسهولة (الكربون الصلب هو منتج ثانوي للعملية). [ 55 ] [ 56 ] يمكن بعد ذلك بيع الكربون الصلب ذي الجودة الصناعية أو دفنه في مكب النفايات ولا يتم إطلاقه في الغلاف الجوي، مما يجنب انبعاث غازات الاحتباس الحراري أو تلوث المياه الجوفية من مكب النفايات.

في عام 2015، أنشأت شركة مونوليث ماتيريالز محطة تجريبية في ريدوود سيتي، كاليفورنيا، لدراسة توسيع نطاق عملية التحلل الحراري للميثان باستخدام الطاقة المتجددة. [ 57 ] أدى نجاح المشروع التجريبي إلى إنشاء محطة تجريبية تجارية أكبر في هالام، نبراسكا، عام 2016. [ 58 ] وبحلول عام 2020، أصبحت هذه المحطة جاهزة للعمل، وتنتج حوالي 14 طنًا متريًا من الهيدروجين يوميًا. وفي عام 2021، دعمت وزارة الطاقة الأمريكية خطط مونوليث ماتيريالز للتوسع الكبير بضمان قرض بقيمة مليار دولار. [ 59 ] سيساعد هذا التمويل في إنشاء محطة قادرة على توليد 164 طنًا متريًا من الهيدروجين يوميًا بحلول عام 2024. وتجري حاليًا مشاريع تجريبية مع شركات مرافق الغاز ومحطات الغاز الحيوي ، بالتعاون مع شركات مثل مودرن هيدروجين. [ 60 ] [ 61 ] يجري أيضًا تقييم الإنتاج بكميات كبيرة في محطة BASF التجريبية "للتحلل الحراري للميثان على نطاق واسع"، [ 7 ] وفريق الهندسة الكيميائية في جامعة كاليفورنيا - سانتا باربرا، [ 62 ] وفي مختبرات بحثية مثل مختبر كارلسروه للمعادن السائلة (KALLA). [ 63 ] تبلغ الطاقة اللازمة لتسخين العملية سُبع الطاقة المستهلكة في طريقة التحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين. [ 64 ]

تأسست شركة Hazer Group الأسترالية عام 2010 بهدف تسويق تقنية طُوّرت في الأصل بجامعة غرب أستراليا. أُدرجت الشركة في بورصة الأوراق المالية الأسترالية (ASX) في ديسمبر 2015. وهي بصدد إتمام مشروع تجريبي تجاري لإنتاج الهيدروجين المتجدد والجرافيت من مياه الصرف الصحي وخام الحديد باستخدام تقنية محفزات العمليات التي طورتها جامعة غرب أستراليا (UWA). يُعد مشروع محطة العرض التجريبي التجاري الأول من نوعه في أستراليا، ومن المتوقع أن ينتج حوالي 100 طن من الهيدروجين المستخدم كوقود و380 طنًا من الجرافيت سنويًا بدءًا من عام 2023. وكان من المقرر أن يبدأ تشغيله في عام 2022. "10 ديسمبر 2021: تُعلن Hazer Group (ASX: HZR) بأسف عن تأخير في إتمام تصنيع مفاعل مشروع Hazer التجريبي التجاري (CDP). ومن المتوقع أن يؤدي هذا التأخير إلى تأخير التشغيل المخطط له للمشروع، حيث من المتوقع الآن أن يتم التشغيل بعد الموعد المستهدف حاليًا في الربع الأول من عام 2022." [ 65 ] لدى مجموعة هازر اتفاقيات تعاون مع شركة إنجي لإنشاء منشأة في فرنسا في مايو 2023، [ 66 ] ومذكرة تفاهم مع شركة تشوبو إلكتريك وشيودا في اليابان في أبريل 2023 [ 67 ] واتفاقية مع شركة سنكور إنرجي وشركة فورتيس بي سي لتطوير محطة بورارد-هازر لإنتاج الهيدروجين في كندا بطاقة إنتاجية تبلغ 2500 طن سنويًا في أبريل 2022 [ 68 ] [ 69 ]

تحوّل تقنية شركة C-Zero الأمريكية الغاز الطبيعي إلى هيدروجين وكربون صلب. يوفر الهيدروجين طاقة نظيفة ومنخفضة التكلفة عند الطلب، بينما يمكن تخزين الكربون بشكل دائم. [ 70 ] أعلنت C-Zero في يونيو 2022 عن إتمام جولة تمويل بقيمة 34 مليون دولار أمريكي بقيادة SK Gas، وهي شركة تابعة لمجموعة SK، ثاني أكبر تكتل شركات في كوريا الجنوبية. وانضم إلى SK Gas مستثمران جديدان آخران، هما Engie New Ventures وTrafigura، إحدى أكبر شركات تجارة السلع المادية في العالم، بالإضافة إلى مشاركة مستثمرين حاليين من بينهم Breakthrough Energy Ventures وEni Next وMitsubishi Heavy Industries وAP Ventures. خصص التمويل لأول محطة تجريبية لشركة C-Zero، والتي كان من المتوقع أن تبدأ العمل في الربع الأول من عام 2023. قد تكون المحطة قادرة على إنتاج ما يصل إلى 400  كيلوغرام من الهيدروجين يوميًا من الغاز الطبيعي دون أي انبعاثات لثاني أكسيد الكربون. [ 71 ]

تُجري شركة BASF ، إحدى أكبر شركات الكيماويات في العالم، أبحاثاً حول التحلل الحراري للهيدروجين منذ أكثر من 10 سنوات. [ 72 ]

الإيثيلين

تُستخدم عملية التحلل الحراري لإنتاج الإيثيلين ، وهو المركب الكيميائي الأكثر إنتاجًا صناعيًا (أكثر من 110 ملايين طن سنويًا في عام 2005). في هذه العملية، تُسخّن الهيدروكربونات المستخرجة من البترول إلى حوالي 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت) بوجود البخار؛ وتُعرف هذه العملية بالتكسير البخاري . يُستخدم الإيثيلين الناتج في صناعة مانع التجمد ( إيثيلين جليكول )، والبولي فينيل كلوريد (PVC) (عن طريق كلوريد الفينيل )، والعديد من البوليمرات الأخرى، مثل البولي إيثيلين والبوليسترين. [ 73 ]  

أشباه الموصلات

رسم توضيحي لعملية الترسيب الكيميائي للبخار العضوي المعدني ، والتي تتضمن التحلل الحراري للمواد المتطايرة

تتضمن عملية الترسيب الكيميائي للبخار العضوي المعدني (MOCVD) التحلل الحراري للمركبات العضوية المعدنية المتطايرة لإنتاج أشباه الموصلات والطلاءات الصلبة وغيرها من المواد القابلة للتطبيق. وتشمل هذه التفاعلات التحلل الحراري للمواد الأولية، مع ترسب المكون غير العضوي وانبعاث الهيدروكربونات كنفايات غازية. ونظرًا لأن الترسيب يتم ذرةً ذرة، فإن هذه الذرات تتنظم في بلورات لتكوين شبه الموصل. ويتم إنتاج السيليكون متعدد البلورات الخام عن طريق الترسيب الكيميائي للبخار لغازات السيلان.

SiH 4 → Si + 2 H 2

يتكون زرنيخيد الغاليوم ، وهو شبه موصل آخر، عند التحلل الحراري المشترك لثلاثي ميثيل الغاليوم والأرسين .

إدارة النفايات

يمكن استخدام التحلل الحراري لمعالجة النفايات الصلبة البلدية والنفايات البلاستيكية . [ 6 ] [ 20 ] [ 74 ] وتتمثل الميزة الرئيسية في تقليل حجم النفايات. من حيث المبدأ، يُعيد التحلل الحراري إنتاج المونومرات (المواد الأولية) للبوليمرات المُعالجة، ولكن عمليًا، لا تُعد هذه العملية مصدرًا نظيفًا أو مُجديًا اقتصاديًا للمونومرات. [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]

في مجال إدارة نفايات الإطارات، تُعدّ عملية التحلل الحراري للإطارات تقنية متطورة. [ 78 ] تشمل المنتجات الأخرى الناتجة عن التحلل الحراري لإطارات السيارات أسلاكًا فولاذية، وكربونًا أسود ، وبيتومين. [ 79 ] يواجه هذا المجال عقبات تشريعية واقتصادية وتسويقية. [ 80 ] يحتوي الزيت المستخرج من التحلل الحراري لمطاط الإطارات على نسبة عالية من الكبريت، مما يجعله ملوثًا محتملاً؛ وبالتالي، يجب إزالة الكبريت منه. [ 81 ] [ 82 ]

يمكن أن يؤدي التحلل الحراري القلوي لحمأة الصرف الصحي عند درجة حرارة منخفضة تبلغ 500  درجة مئوية إلى تعزيز إنتاج الهيدروجين.إنتاج الهيدروجين باستخدام تقنية احتجاز الكربون في الموقع. استخدام هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) لديه القدرة على إنتاجالهيدروجين.2- غاز غني يمكن استخدامه مباشرة في خلايا الوقود. [ 37 ] [ 83 ]

في أوائل نوفمبر 2021، أعلنت ولاية جورجيا الأمريكية عن جهد مشترك مع شركة إغنيو تكنولوجيز لإنشاء مصنع ضخم لإعادة تدوير الإلكترونيات بتكلفة 85 مليون دولار في ميناء سافانا . سيركز المشروع على الأجهزة ذات القيمة المنخفضة والغنية بالبلاستيك في النفايات، وذلك باستخدام عدة آلات تمزيق وأفران تعمل بتقنية التحلل الحراري. [ 84 ]

يمكن أيضاً استخدام مخلفات التحلل الحراري نفسها في منتجات مفيدة. على سبيل المثال، يمكن استخدام المادة المتبقية الغنية بالملوثات من التحلل الحراري السائل لمخلفات التغليف متعددة الطبقات بعد الاستهلاك كمواد مركبة جديدة للبناء، والتي تتميز بقوة ضغط أعلى (10-12 ميجا باسكال) من طوب البناء ومصانع الطوب (7 ميجا باسكال)، فضلاً عن كثافة أقل بنسبة 57%، تبلغ 0.77 جم/ سم³ . [ 85 ]

التحلل الحراري أحادي الخطوة والتحلل الحراري ثنائي الخطوة لمخلفات التبغ

استُخدمت عملية التحلل الحراري أيضًا في محاولة للحد من مخلفات التبغ. في إحدى الطرق، تم فصل مخلفات التبغ إلى فئتين: مخلفات أوراق التبغ (TLW) ومخلفات أعواد التبغ (TSW). حُددت مخلفات أوراق التبغ بأنها أي مخلفات من السجائر، بينما حُددت مخلفات أعواد التبغ بأنها أي مخلفات من السجائر الإلكترونية. جُففت كلتا الفئتين عند 80  درجة مئوية لمدة 24 ساعة، ثم حُفظتا في مجفف. [ 86 ] طُحنت العينات لضمان تجانس محتوياتها. تحتوي مخلفات التبغ (TW) أيضًا على عناصر غير عضوية (معادن)، تم تحديدها باستخدام مطياف بلازما مقترن حثيًا. [ 86 ] استُخدم التحليل الحراري الوزني لتحليل أربع عينات حراريًا (مخلفات أوراق التبغ، ومخلفات أعواد التبغ، والجلسرين ، وصمغ الغوار ) ومراقبتها في ظل ظروف حرارية ديناميكية محددة. [ 86 ] استُخدم حوالي غرام واحد من كل من TLW وTSW في اختبارات التحلل الحراري. خلال اختبارات التحليل هذه، CO2 وشمالاستُخدمت عينتان كجوّ داخل مفاعل أنبوبي بُني باستخدام أنابيب الكوارتز. بالنسبة لكلا النوعينمن أول أكسيد الكربون2 وشمالعند ضغط جوي مقداره 2 ضغط جوي، كان معدل التدفق 100 مل/دقيقة.[ 86 ] تم توليد التسخين الخارجي بواسطة فرن أنبوبي. صُنفت نواتج التحلل الحراري إلى ثلاث مراحل. المرحلة الأولى هيالفحم الحيوي، وهو بقايا صلبة ينتجها المفاعل عند درجة حرارة 650 درجة مئوية. المرحلة الثانية هيالهيدروكربوناتالتي جُمعت بواسطة مصيدة مذيبات باردة وفُرزت باستخدام الكروماتوغرافيا. أما المرحلة الثالثة والأخيرة، فقد حُللت باستخدام وحدة كروماتوغرافيا غازية دقيقة متصلة بالإنترنت، وكانت نواتج التحلل الحراري غازات.

أُجري نوعان مختلفان من التجارب: التحلل الحراري أحادي الخطوة والتحلل الحراري ثنائي الخطوة. تضمن التحلل الحراري أحادي الخطوة تسخينًا بمعدل ثابت (10  درجة مئوية/دقيقة ) من 30 إلى 720  درجة مئوية. [ 86 ] في الخطوة الثانية من اختبار التحلل الحراري ثنائي الخطوة، خضعت نواتج التحلل الحراري من التحلل الحراري أحادي الخطوة للتحلل الحراري في منطقة تسخين ثانية مضبوطة حراريًا عند 650  درجة مئوية. [ 86 ] استُخدم التحلل الحراري ثنائي الخطوة للتركيز بشكل أساسي على مدى كفاءة أول أكسيد الكربون2 يؤثر على إعادة توزيع الكربون عند إضافة الحرارة من خلال منطقة التسخين الثانية. [ 86 ]

لوحظت أولاً السلوكيات الحرارية لـ TLW و TSW في كل من CO2 وشمالبيئتان . بالنسبة لكل من TLW وTSW، كانت السلوكيات الحرارية متطابقة عند درجة حرارة أقل من أو تساوي 660 درجة مئوية فيCO2 وشمالبيئتان . تبدأ الاختلافات بين البيئتين بالظهور عندما ترتفع درجات الحرارة فوق 660 درجة مئوية، وتنخفض نسب الكتلة المتبقية بشكل ملحوظ فيثاني أكسيد الكربون.2 بيئة مقارنة بتلك الموجودة فيالشمال٢- البيئة. [ ٨٦ ] يُعزى هذا على الأرجح إلىبودوارد، حيث نلاحظ حدوث تغويز تلقائي عند تجاوز درجات الحرارة ٧١٠ درجة مئوية. [ ٨٧ ] [ ٨٨ ] على الرغم من رصد هذه الملاحظات عند درجات حرارة أقل من ٧١٠ درجة مئوية، إلا أنها تُعزى على الأرجح إلى القدرات التحفيزية للمواد غير العضوية في النفايات السائلة الحرارية. [ ٨٦ ] وقد أُجريت دراسة إضافية باستخدامبالحث (ICP-OES)، ووُجد أن خُمس النسبة المئوية للكتلة المتبقية كان من مركبات الكالسيوم(CaCO₃)يُستخدم المركب 3 في ورق السجائر ومواد الترشيح، مما يؤدي إلى تفسير أن تحللكربونات الكالسيوم3- يسبب أول أكسيد الكربونالنقي2 يتفاعل معأكسيد الكالسيومفي حالة توازن ديناميكي. [ 86 ] وهذا هو سبب انخفاض الكتلة الملحوظ بين 660 درجة مئوية و710 درجة مئوية. تمت مقارنة الاختلافات في قمم مخطط التحليل الحراري التفاضلي (DTG) لـ TLW مع TSW. احتوى TLW على أربع قمم مميزة عند 87 و195 و265 و306 درجة مئوية، بينما احتوى TSW على انخفاضين رئيسيين عند 200 و306 درجة مئوية مع ارتفاع حاد بينهما. [ 86 ] تشير القمم الأربع إلى أن TLW يحتوي على أنواع إضافات أكثر تنوعًا من TSW. [ 86 ] تمت مقارنة النسبة المئوية للكتلة المتبقية بين TLW وTSW، حيث كانت الكتلة المتبقية في TSW أقل من تلك الموجودة في TLW لكلا النوعينمن CO2 وشمالبيئتان خلصتا إلى أن TSW يحتوي على كميات أكبر من المواد المضافة مقارنة بـ TLW. 

إنتاج الهيدروجين والميثان والقطران عند إنتاج الفحم الحيوي

أظهرت تجربة التحلل الحراري أحادي الخطوة نتائج مختلفة بالنسبة لـ CO2 وشمالبيئتان . خلال هذه العملية، لوحظ انطلاق خمسة غازات بارزة مختلفة. يُنتج كل من الهيدروجين والميثان والإيثان وثاني أكسيد الكربون والإيثيلين عندما يبدأ معدل التحلل الحراري للنفايات السائلة بالتباطؤ عند درجة حرارة 500 درجة مئوية أو أعلى. يبدأ معدل التحلل الحراري عند نفس درجات الحرارة لكل منثاني أكسيد الكربون2 وشمال2 بيئة ولكن هناك تركيز أعلى لإنتاج الهيدروجين والإيثان والإيثيلين والميثان فيNبيئة 2 أكثر من تلك الموجودة في ثاني أكسيد الكربون2. البيئة. تركيز ثاني أكسيد الكربون فيثاني أكسيد الكربون2- تزداد درجة حرارة البيئة بشكل ملحوظ مع ارتفاع درجات الحرارة فوق 600 درجة مئوية، ويعود ذلك إلىثاني أكسيد الكربون.2 يتم تحريرها منكربونات الكالسيوم3 في TLW. [ 86 ] هذه الزيادة الكبيرة في تركيز أول أكسيد الكربون هي السبب في انخفاض تركيزات الغازات الأخرى الناتجة فيثاني أكسيد الكربون٢- البيئة بسبب تأثير التخفيف. [ ٨٦ ] بما أن التحلل الحراري هو إعادة توزيع الكربون في ركائز الكربون إلى ثلاثة منتجات حرارية. [ ٨٦ ] أولأكسيد الكربونسيكون تأثير البيئة الثانية أكثر فعالية بسبب ثاني أكسيد الكربون2- يؤدي اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون إلى أكسدة نواتج التحلل الحراري لتكوين أول أكسيد الكربون. في الختام، أولأكسيد الكربونتُتيح البيئة 2 إنتاجية أعلى من الغازات مقارنةً بالزيت والفحم الحيوي. وعند تطبيق العملية نفسها على نفايات الصلب، تكون النتائج متطابقة تقريبًا، وبالتالي يمكن تطبيق التفسيرات نفسها على عملية التحلل الحراري لنفايات الصلب. [ 86 ]

انخفضت نسبة المواد الكيميائية الضارة في ثاني أكسيد الكربون٢- البيئة بسبب تكوين أول أكسيد الكربون مما يؤدي إلى تقليل القطران. لم يكن التحلل الحراري أحادي الخطوة فعالاً للغاية في تنشيطأول أكسيد الكربون٢- إعادة ترتيب الكربون نتيجة للكميات الكبيرة من نواتج التحلل الحراري السائلة (القطران). عملية تحلل حراري على مرحلتين لثانيأكسيد الكربونسمحت البيئة الثانية بتركيزات أعلى للغازات بفضل منطقة التسخين الثانية. كانت منطقة التسخين الثانية عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 650 درجة مئوية. [ 86 ] المزيد من التفاعلات بينأول أكسيد الكربون2- ونواتج التحلل الحراري الغازية ذات زمن الإقامة الأطول تعني أنأول أكسيد الكربونيمكن للخطوة 2 أن تحوّل نواتج التحلل الحراري إلى أول أكسيد الكربون. [ 86 ] أظهرت النتائج أن التحلل الحراري على مرحلتين كان طريقة فعالة لتقليل محتوى القطران وزيادة تركيز الغاز بنحو 10% وزناً لكل من TLW (64.20% وزناً) وTSW (73.71%). [ 86 ]

التنظيف الحراري

تُستخدم عملية التحلل الحراري أيضًا في التنظيف الحراري، وهو تطبيق صناعي لإزالة المواد العضوية مثل البوليمرات والبلاستيك والطلاءات من الأجزاء أو المنتجات أو مكونات الإنتاج مثل براغي البثق والمغازل [ 89 ] والخلاطات الثابتة . خلال عملية التنظيف الحراري، عند درجات حرارة تتراوح من 310 إلى 540 درجة مئوية (600 إلى 1000 درجة فهرنهايت) [ 90 ] ، تتحول المواد العضوية عن طريق التحلل الحراري والأكسدة إلى مركبات عضوية متطايرة وهيدروكربونات وغاز متفحم . [ 91 ] وتبقى العناصر غير العضوية . [ 92 ]  

تستخدم عدة أنواع من أنظمة التنظيف الحراري عملية التحلل الحراري:

  • تُعد حمامات الملح المنصهر من أقدم أنظمة التنظيف الحراري؛ فالتنظيف باستخدام حمام الملح المنصهر سريع للغاية ولكنه ينطوي على خطر تناثر الملح الخطير، أو مخاطر أخرى محتملة مرتبطة باستخدام حمامات الملح، مثل الانفجارات أو غاز سيانيد الهيدروجين شديد السمية. [ 90 ]
  • تستخدم أنظمة الطبقة المميعة [ 93 ] الرمل أو أكسيد الألومنيوم كوسيط تسخين؛ [ 94 ] كما تتميز هذه الأنظمة بسرعة تنظيفها، لكن الوسيط لا ينصهر أو يغلي، ولا ينبعث منه أي أبخرة أو روائح؛ [ 90 ] وتستغرق عملية التنظيف من ساعة إلى ساعتين. [ 91 ]
  • تستخدم أفران التفريغ عملية التحلل الحراري في بيئة مفرغة من الهواء [ 95 ] لتجنب الاحتراق غير المنضبط داخل حجرة التنظيف؛ [ 90 ] وتستغرق عملية التنظيف من 8 [ 91 ] إلى 30 ساعة. [ 96 ]
  • أفران الحرق ، والمعروفة أيضًا باسم أفران التنظيف الحراري، تعمل بالغاز وتستخدم في صناعات الطلاء والطلاءات والمحركات الكهربائية والبلاستيك لإزالة المواد العضوية من الأجزاء المعدنية الثقيلة والكبيرة. [ 97 ]

التخليق الكيميائي الدقيق

تُستخدم عملية التحلل الحراري في إنتاج المركبات الكيميائية، بشكل رئيسي، ولكن ليس حصراً، في مختبرات الأبحاث.

بدأ مجال تجمعات هيدريد البورون بدراسة التحلل الحراري لثنائي البوران ( B2 ساعة6 ) عند حوالي 200 درجة مئوية. تشمل المنتجات عناقيد البنتابورانوالديكابوران. لا تتضمن عمليات التحلل الحراري هذه التكسير فقط (لإعطاءالهيدروجين)2 )، ولكن أيضًا إعادةالتكثيف. [ 98 ]

تركيب الجسيمات النانوية ، [ 99 ] الزركونيا [ 100 ] والأكاسيد [ 101 ] باستخدام فوهة فوق صوتية في عملية تسمى الانحلال الحراري بالرش فوق الصوتي (USP).

استخدامات وحالات أخرى

  • تُستخدم عملية التحلل الحراري لتحويل المواد العضوية إلى كربون لغرض تحديد عمر الكربون-14 .
  • تم اختبار سوائل التحلل الحراري الناتجة عن التحلل الحراري البطيء للحاء والقنب من حيث فعاليتها المضادة للفطريات المسببة لتحلل الخشب، مما يُظهر إمكانية استبدالها بمواد حفظ الخشب الحالية [ 102 ] ، مع الحاجة إلى مزيد من الاختبارات. ومع ذلك، فإن سميتها البيئية متفاوتة للغاية، فبينما بعضها أقل سمية من مواد حفظ الخشب الحالية، أظهرت سوائل تحلل حراري أخرى سمية بيئية عالية، مما قد يُسبب آثارًا ضارة على البيئة. [ 103 ]
  • ينتج عن التحلل الحراري للتبغ والورق والمواد المضافة في السجائر وغيرها من المنتجات، العديد من المركبات المتطايرة (بما في ذلك النيكوتين وأول أكسيد الكربون والقطران ) المسؤولة عن رائحة التدخين وآثاره الصحية السلبية . وينطبق الأمر نفسه على تدخين الماريجوانا وحرق منتجات البخور ولفائف طارد البعوض .
  • يحدث التحلل الحراري أثناء حرق النفايات ، مما قد يؤدي إلى توليد مواد متطايرة سامة أو تساهم في تلوث الهواء إذا لم يتم حرقها بالكامل.
  • تتعرض المعدات المختبرية أو الصناعية أحيانًا للتلوث بمخلفات كربونية ناتجة عن التكويك ، وهو عملية التحلل الحراري للمنتجات العضوية التي تتلامس مع الأسطح الساخنة.

توليد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات

يمكن توليد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) من التحلل الحراري لكسور مختلفة من النفايات الصلبة، [ 12 ] مثل الهيميسليلوز ، والسليلوز ، واللجنين ، والبكتين ، والنشا ، والبولي إيثيلين ( PE)، والبوليسترين (PS)، وبولي فينيل كلوريد (PVC)، وبولي إيثيلين تيريفثالات (PET). ويُنتج كل من البوليسترين، وبولي فينيل كلوريد، واللجنين كميات كبيرة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. ويُعد النفثالين أكثر الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات وفرةً بينها. [ 104 ]

عند رفع درجة الحرارة من 500 إلى 900  درجة مئوية، تزداد نسبة معظم المركبات العطرية متعددة الحلقات. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض نسبة المركبات العطرية متعددة الحلقات الخفيفة، بينما ترتفع نسبة المركبات العطرية متعددة الحلقات الثقيلة. [ 105 ] [ 106 ]

أدوات الدراسة

التحليل الحراري الوزني

يُعدّ التحليل الحراري الوزني (TGA) من أكثر التقنيات شيوعًا لدراسة التحلل الحراري، دون قيود على انتقال الحرارة والكتلة. ويمكن استخدام نتائجه لتحديد حركية فقدان الكتلة. [ 5 ] [ 20 ] [ 6 ] [ 38 ] [ 74 ] ويمكن حساب طاقات التنشيط باستخدام طريقة كيسنجر أو طريقة تحليل الذروة - المربعات الصغرى (PA-LSM). [ 6 ] [ 38 ]

يمكن ربط التحليل الحراري الوزني (TGA) بتحليل طيف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) وقياس الطيف الكتلي . ومع ارتفاع درجة الحرارة، يمكن قياس المواد المتطايرة الناتجة عن التحلل الحراري. [ 107 ] [ 83 ]

التحليل الحراري الوزني الكلي

في التحليل الحراري الوزني (TGA)، تُحمّل العينة أولاً قبل رفع درجة الحرارة، ويكون معدل التسخين منخفضًا (أقل من 100  درجة مئوية في الدقيقة ) . ويمكن استخدام التحليل الحراري الوزني الكلي (Macro-TGA) مع عينات بحجم غرام لدراسة تأثيرات التحلل الحراري مع انتقال الكتلة والحرارة. [ 6 ] [ 108 ]

التحليل الحراري - كروماتوغرافيا الغاز - مطياف الكتلة

يُعدّ التحليل الطيفي الكتلي بالتحلل الحراري (Py-GC-MS) إجراءً مخبرياً هاماً لتحديد بنية المركبات. [ 109 ] [ 110 ]

التعلم الآلي

في السنوات الأخيرة، حظي التعلم الآلي باهتمام بحثي كبير في التنبؤ بالإنتاجية، وتحسين المعايير، ومراقبة عمليات التحلل الحراري. [ 111 ] [ 112 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 ) " التحلل الحراري ". doi : 10.1351/goldbook.P04961
  2. ديفي، مامتا؛ راوات، ساشين؛ شارما، سواتي (23 نوفمبر 2020). "مراجعة شاملة لعملية التحلل الحراري: من تصنيع المواد النانوية الكربونية إلى معالجة النفايات" . مجلة أكسفورد المفتوحة لعلوم المواد . 1 (1) itab014. doi : 10.1093/oxfmat/itab014 .
  3. "ما هي عملية التحلل الحراري؟" . مركز البحوث الإقليمي الشرقي . ويندمور، بنسلفانيا : وزارة الزراعة الأمريكية . 31 يناير 2025. تم الاطلاع عليه في 6 مارس 2025 .
  4. "حرق الخشب" . موقع InnoFireWood الإلكتروني . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 فبراير 2010 .
  5. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ تشو، هوي؛ لونغ، يان تشيو؛ مينغ، آي هونغ؛ لي، تشينغ هاي؛ تشانغ، يان غو (أغسطس ٢٠١٣). "محاكاة التحلل الحراري لخمسة أنواع من الكتلة الحيوية باستخدام الهيميسليلوز والسليلوز واللجنين بناءً على منحنيات التحليل الحراري الوزني". مجلة Thermochimica Acta . ٥٦٦ : ٣٦-٤٣ . Bibcode : 2013TcAc..566...36Z . doi : 10.1016/j.tca.2013.04.040 .
  6. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ التحويل الكيميائي الحراري للنفايات الصلبة القابلة للاحتراق . رسائل سبرينغر. ٢٠١٧. doi : 10.1007/978-981-10-3827-3 . ISBN 978-981-10-3826-6.
  7. ١ ٢ شركة BASF. "باحثو BASF يعملون على عمليات إنتاج جديدة كليًا ومنخفضة الكربون، وهي عملية التحلل الحراري للميثان" . الاستدامة في الولايات المتحدة . BASF. مؤرشف من الأصل في ١٩ أكتوبر ٢٠٢٠. تم الاطلاع عليه في ١٩ أكتوبر ٢٠٢٠ .
  8. كريمر، كوري أ.؛ لولوي، رضا؛ ويشمان، إندريك س.؛ غوش، روبي ن. (2009). "قياسات زمنية لمنتجات التحلل الحراري من بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) الحراري". المجلد 3: علوم وهندسة الاحتراق . الصفحات 99-105 . doi : 10.1115/IMECE2009-11256 . ISBN  978-0-7918-4376-5.
  9. رامين، ليلى؛ أسدي، م. حسين ن.؛ سهاجوالا، فينا (نوفمبر 2014). "تحلل البولي إيثيلين عالي الكثافة إلى غازات منخفضة الوزن الجزيئي عند 1823 كلفن: محاكاة ذرية". مجلة التحليل والتطبيق في الانحلال الحراري . 110 : 318-321 . arXiv : 2204.08253 . Bibcode : 2014JAAP..110..318R . doi : 10.1016/j.jaap.2014.09.022 .
  10. جونز، جيم. "آليات التحلل الحراري" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2019 .
  11. جورج، أنثي؛ تيرن، سكوت كيو؛ مورغان، تريفور جيمس (26 أغسطس 2015). "سلوك التحلل الحراري السريع لعشب البنجر كدالة لدرجة الحرارة وزمن بقاء المواد المتطايرة في مفاعل ذي طبقة مميعة" . PLOS ONE . 10 (8) e0136511. Bibcode : 2015PLoSO..1036511M . doi : 10.1371/journal.pone.0136511 . PMC 4550300. PMID 26308860 .  
  12. 1 2 تشو، هوي؛ وو، تشونفي؛ مينغ، أيهونغ؛ تشانغ، يانغوو؛ ويليامز، بول ت. (نوفمبر 2014). "تأثير تفاعلات مكونات الكتلة الحيوية على تكوين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAH) أثناء الانحلال الحراري السريع" (ملف PDF) . مجلة التحليل والتطبيق في الانحلال الحراري . 110 : 264-269 . Bibcode : 2014JAAP..110..264Z . doi : 10.1016/j.jaap.2014.09.007 .
  13. أستروب، توماس؛ بيليتفسكي، بيرند (2010). "التحلل الحراري والتغويز". تكنولوجيا وإدارة النفايات الصلبة . ص 502-512 . doi : 10.1002/9780470666883.ch33 . ISBN  978-0-470-66688-3.
  14. وانغ، شيفان؛ شميدت، فرانزيسكا؛ هاناور، دوريان؛ كام، بول هـ.؛ لي، شوانغ؛ غورلو، ألكسندر (مايو 2019). "التصنيع الإضافي للسيراميك من بوليمرات ما قبل السيراميك: نهج متعدد الاستخدامات للطباعة المجسمة بمساعدة كيمياء النقر ثيول-إين". التصنيع الإضافي . 27 : 80-90 . arXiv : 1905.02060 . doi : 10.1016/j.addma.2019.02.012 .
  15. 1 2 3 جينكينز، آر دبليو؛ ساتون، إيه دي؛ روبيشو، دي جيه (2016). "التحلل الحراري للكتلة الحيوية كوقود للطائرات". الوقود الحيوي للطيران . ص 191-215 . doi : 10.1016/B978-0-12-804568-8.00008-1 . ISBN  978-0-12-804568-8.
  16. 1 2 تريباثي، مانوج؛ ساهو، جيه إن؛ غانيسان، ب. (مارس 2016). "تأثير معايير العملية على إنتاج الفحم الحيوي من نفايات الكتلة الحيوية من خلال الانحلال الحراري: مراجعة". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 55 : 467-481 . Bibcode : 2016RSERv..55..467T . doi : 10.1016/j.rser.2015.10.122 .
  17. ^ كولر، يوهان. بومر، أورسولا. كاوب، يوكا؛ شميد، ميريام. فيسر ، أولريش (أكتوبر 2003). "تحليل قطران التحنيط الفرعوني" . طبيعة . 425 (6960): 784. دوى : 10.1038/425784a . بميد 14574400 . 
  18. ^ إي. فيدلر. ج.جروسمان؛ دي بي كيرسيبوم؛ جي فايس؛ كلاوس ويت (2005). "الميثانول". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  19. "هينينغ براندت واكتشاف الفوسفور" . معهد تاريخ العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يونيو 2026 .
  20. 1 2 3 تشو، هوي؛ لونغ، يان تشيو؛ مينغ، آي هونغ؛ لي، تشينغ هاي؛ تشانغ، يان غو (أبريل 2015). "الخصائص الحرارية الوزنية لكسور النفايات الصلبة البلدية النموذجية أثناء التحلل الحراري المشترك". إدارة النفايات . 38 : 194-200 . Bibcode : 2015WaMan..38..194Z . doi : 10.1016/j.wasman.2014.09.027 . PMID 25680236 . 
  21. هافتينغ، فين ك.؛ كولاس، دانيال؛ ميشيلز، إتيان؛ تشيبكار، سارفادا؛ ويسنيوسكي، ستيفان؛ شونارد، ديفيد؛ بيرس، جوشوا م. (2023). "تصميم معياري مفتوح المصدر لإلكترونيات مراقبة وتحكم مفاعل الانحلال الحراري" . إلكترونيات . 12 (24): 4893. doi : 10.3390/electronics12244893 .
  22. رولينسون، أندرو ن. (يوليو 2018). "مخاطر الحريق والانفجار والتسمم الكيميائي الناتجة عن طاقة التغويز من النفايات". مجلة الوقاية من الخسائر في الصناعات التحويلية . 54 : 273-280 . Bibcode : 2018JLPPI..54..273R . doi : 10.1016/j.jlp.2018.04.010 .
  23. هيدلوند فرانك هيوس (مايو 2023). "المخاطر الكامنة والرقابة التنظيمية المحدودة في قطاع إعادة تدوير النفايات البلاستيكية: انفجار متكرر في مصنع التحلل الحراري". معاملات الهندسة الكيميائية . 99 : 241-246 . doi : 10.3303/CET2399041 .
  24. رازدا، ر. ك. (يناير 1981). "التخليق الكلي للقنبينويدات". في: أبسيمون، ج. (محرر). التخليق الكلي للمنتجات الطبيعية . المجلد 4. جون وايلي وأولاده. الصفحات 185-262 . doi : 10.1002/9780470129678.ch2 . ISBN   978-0-470-12953-1.
  25. Czégény Z، Nagy G، Babinszki B، Bajtel Á، Sebestyén Z، Kiss T، Csupor-Löffler B، Tóth B، Csupor D (أبريل 2021). "اتفاقية التنوع البيولوجي، مقدمة لـ THC في السجائر الإلكترونية" . التقارير العلمية . 11 (1) 8951. بيب كود : 2021NatSR..11.8951C . دوى : 10.1038/s41598-021-88389-z . بمك 8076212 . بميد 33903673 .  
  26. 1 2 كابلان، رايان (خريف 2011). "التحلل الحراري: الفحم الحيوي، والزيت الحيوي، والغاز التخليقي من النفايات" . users.humboldt.edu . جامعة هومبولت. مؤرشف من الأصل (ملاحظات مقرر هندسة الموارد البيئية 115) في 3 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه في 19 مايو 2019 .
  27. 1 2 "ما هي الكرملة؟" . www.scienceofcooking.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2019 .
  28. بريم، كورتني (7 نوفمبر 2011). "الطبخ بالكيمياء: ما هي الكرملة؟" . مجلة Common Sense Science . تاريخ الاسترجاع: 19 مايو 2019 .
  29. سود، أ. (ديسمبر 2012). "التعرض للوقود داخل المباني وتأثيره على الرئة في كل من الدول النامية والمتقدمة: تحديث" . مجلة طب الصدر السريرية . 33 (4): 649-665 . doi : 10.1016/j.ccm.2012.08.003 . PMC 3500516. PMID 23153607 .  
  30. 1 2 " مناطق خالية من التدخين" . المجلة الطبية البريطانية . 2 (4840): 818-20 . 10 أكتوبر 1953. doi : 10.1136/bmj.2.4840.818 . PMC 2029724. PMID 13082128 .  
  31. "محرقة ثنائية المراحل، براءة اختراع الولايات المتحدة رقم 3881430" . www.freepatentsonline.com . 6 مايو 1975. تاريخ الاطلاع: 11 فبراير 2023 .
  32. ^ لودفيج بريسيميستر. أندرياس جايسلر؛ ستيفان هالاما؛ ستيفان هيرمان؛ أولريش كلاينهانز؛ ماركوس ستيبل؛ ماركوس أولبريتش؛ آلان دبليو سكاروني؛ م. رشيد خان؛ سميح عسير؛ ليوبيسا ر. رادوفيتش (2002). “التحلل الحراري للفحم”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. الصفحات من 1 إلى 44. دوى : 10.1002/14356007.a07_245.pub2 . رقم ISBN  978-3-527-30673-2.
  33. ليمان، يوهانس. "الفحم الحيوي: الأفق الجديد" . مؤرشف من الأصل في 18 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 10 يوليو 2008 .
  34. راتنر، بادي د. (2004). الكربون المُحلَّل حراريًا. في علم المواد الحيوية: مقدمة في المواد المستخدمة في الطب. مؤرشف في 26 يونيو 2014 على موقع Wayback Machine . دار النشر الأكاديمية. الصفحات 171-180. ISBN 0-12-582463-7.
  35. إيفانز، ج. "الوقود الحيوي السائل للنقل - تقرير حالة التكنولوجيا" مؤرشف في 19 سبتمبر 2008، في Wayback Machine ، " المركز الوطني للمحاصيل غير الغذائية "، 14-04-08. تم استرجاعه في 2009-05-05.
  36. "مواد الكتلة الحيوية الأولية للتحلل الحراري البطيء" . موقع شركة BEST Pyrolysis, Inc. الإلكتروني . شركة BEST Energies, Inc. مؤرشف من الأصل في 2 يناير 2012. تم الاطلاع عليه في 30 يوليو 2010 .
  37. 1 2 تشاو، مينغ؛ وانغ، فان؛ فان، ييران؛ رحيم، عبد؛ تشو، هوي (مارس 2019). "التحلل الحراري القلوي منخفض الحرارة لحمأة الصرف الصحي لتعزيز إنتاج الهيدروجين مع احتجاز الكربون في الموقع". المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 44 (16): 8020-8027 . doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.02.040 .
  38. 1 2 3 تشو، هوي؛ لونغ، يانكيو؛ مينغ، أيهونغ؛ تشن، شين؛ لي، تشينغهاي؛ تشانغ، يانغوو (2015). "طريقة جديدة لتحليل حركية التحلل الحراري للهيميسليلوز والسليلوز واللجنين في التحليل الحراري الوزني (TGA) والتحليل الحراري الوزني الكلي (macro-TGA)". RSC Advances . 5 (34): 26509–26516 . Bibcode : 2015RSCAd...526509Z . doi : 10.1039/C5RA02715B .
  39. "التحلل الحراري والمعالجة الحرارية الأخرى" . وزارة الطاقة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 14 أغسطس 2007.
  40. راميريز، جيروم؛ براون، ريتشارد؛ ريني، توماس (1 يوليو 2015). "مراجعة لخصائص النفط الحيوي المستخلص بالتسييل الحراري المائي وآفاق تحويله إلى وقود للنقل" . مجلة Energies . 8 (7): 6765–6794 . doi : 10.3390/en8076765 .
  41. مارشال، أ. ت. وموريس، ج. م. (2006) حل مائي وحدائق طاقة مستدامة. مؤرشف في 28-09-2007 على موقع Wayback Machine ، مجلة CIWM ، ص 22-23
  42. ويسترهوف، رويل يوهانس ماريا (2011). تحسين عملية التحلل الحراري السريع للكتلة الحيوية . التحويل الحراري الكيميائي للكتلة الحيوية (أطروحة). جامعة توينتي. مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 30 مايو 2012 .
  43. أوفام، د. تشيستر؛ أغاروال، فيشال؛ خيتشفي، ألكسندر؛ سنودغراس، زاكاري ر.؛ غوردون، مايكل ج.؛ ميتيو، هوريا؛ ماكفارلاند، إريك و. (17 نوفمبر 2017). "المعادن المنصهرة المحفزة للتحويل المباشر للميثان إلى هيدروجين وكربون قابل للفصل" . مجلة ساينس . 358 (6365): 917-921 . Bibcode : 2017Sci...358..917U . doi : 10.1126/science.aao5023 . PMID 29146810 . 
  44. تيمربرغ، سيباستيان؛ كالتشميت، مارتن؛ فينكبينر، ماتياس (سبتمبر 2020). "الهيدروجين والوقود المشتق من الهيدروجين من خلال تحلل الميثان للغاز الطبيعي - انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والتكاليف" . تحويل الطاقة وإدارتها: X. 7 100043. Bibcode : 2020ECMX ....700043T . doi : 10.1016/j.ecmx.2020.100043 . hdl : 11420/6245 .
  45. لومبرز، بروك (20 أغسطس 2020). النمذجة الرياضية ومحاكاة تعطيل المحفز للتحلل الحراري التحفيزي المستمر للميثان (أطروحة). جامعة راين-فال للعلوم التطبيقية. الصفحات 12-13 . تاريخ الاسترجاع: 16 مارس 2022 . 
  46. فيالكا، جون. "وزارة الطاقة تسعى لتعزيز استخدام وقود الهيدروجين للشاحنات الكبيرة" . أخبار الطاقة والكهرباء . مجلة ساينتفك أمريكان . تاريخ الاسترجاع: 7 نوفمبر 2020 .
  47. أخبار CCJ (13 أغسطس 2020). "كيف تُنتج شاحنات خلايا الوقود الطاقة الكهربائية وكيف يتم تزويدها بالوقود" . أخبار CCJ . مجلة النقل التجاري . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2020 .
  48. تويوتا. "شاحنة من الفئة 8 تعمل بخلايا وقود الهيدروجين" . شاحنة تعمل بالهيدروجين ستوفر قدرة عالية على الخدمة الشاقة وانبعاثات نظيفة . تويوتا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2020 .
  49. كولاس، مايك (26 أكتوبر 2020). "صانعو السيارات يحولون تركيزهم على الهيدروجين إلى الشاحنات الكبيرة" . صحيفة وول ستريت جورنال . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أكتوبر 2020 .
  50. هوندا. "هوندا كلاريتي بخلايا الوقود" . كلاريتي بخلايا الوقود . هوندا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2020 .
  51. توربينات جنرال إلكتريك. "توربينات توليد الطاقة التي تعمل بالهيدروجين" . توربينات الغاز التي تعمل بالهيدروجين . جنرال إلكتريك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2020 .
  52. توربينات الطاقة الشمسية. "توربينات الطاقة التي تعمل بالهيدروجين" . الطاقة من غاز الهيدروجين لخفض انبعاثات الكربون . توربينات الطاقة الشمسية. مؤرشف من الأصل في 9 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 19 أكتوبر 2020 .
  53. كروليوس، ستيفن هـ. (27 يناير 2017). "تحويل الميثان إلى أمونيا عبر التحلل الحراري" . جمعية طاقة الأمونيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2020 .
  54. بيريز، خورخي. "شركة سيمكس تُطبّق بنجاح تقنية رائدة في تصنيع الأسمنت تعتمد على الهيدروجين" . www.cemex.com . شركة سيمكس، ش.م.م. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أبريل 2021 .
  55. كارترايت، جون. "التفاعل الذي سيمنحنا وقودًا أحفوريًا نظيفًا إلى الأبد" . مجلة نيو ساينتست . شركة نيو ساينتست المحدودة . تاريخ الاسترجاع: 30 أكتوبر 2020 .
  56. معهد كارلسروه للتكنولوجيا. "الهيدروجين من الميثان بدون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون" . Phys.Org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  57. "برنامج تجريبي ناجح يدعم خطط التسويق التجاري لشركة مونوليث ماتيريالز - زيتون" . شركة زيتون . 28 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 5 يناير 2022 .
  58. "Monolith" . monolith-corp.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 يناير 2022 .
  59. «وزارة الطاقة الأمريكية تدعم مشروع الهيدروجين والكربون الأسود في نبراسكا بضمان قرض بقيمة مليار دولار» . www.spglobal.com . تاريخ الاطلاع: 5 يناير 2022 .
  60. "شركة نورث ويست ناتشورال تتعاون مع شركة مودرن إلكترون في مشروع تجريبي واعد لتحويل الميثان إلى هيدروجين نظيف وكربون صلب" . صحيفة وول ستريت جورنال . 27 يوليو 2022. تاريخ الاطلاع: 24 أغسطس 2022 .
  61. ستيفلر، ليزا (26 أبريل 2022). "كفى هراءً: هذه الشركة الناشئة تحوّل روث الأبقار إلى وقود هيدروجيني نظيف الاحتراق" . جيك واير . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2022 .
  62. فيرنانديز، سونيا (21 نوفمبر 2017). "باحثون يطورون تقنية منخفضة التكلفة والانبعاثات قادرة على تحويل الميثان دون إنتاج ثاني أكسيد الكربون " . phys.org ( بيان صحفي). جامعة كاليفورنيا - سانتا باربرا.
  63. غوسيف، ألكسندر. "KITT/IASS - إنتاج الهيدروجين الخالي من ثاني أكسيد الكربون من الغاز الطبيعي لاستخدامه في الطاقة" . الابتكار الأوروبي في مجال الطاقة. معهد الدراسات المتقدمة للاستدامة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  64. "تستخدم عملية التحلل الحراري للميثان الكهرباء المتجددة لفصل غاز الميثان (CH4 ) إلى هيدروجين (H2 ) وكربون أسود" . ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2020 .
  65. "تأجيل تصنيع المفاعل" (بيان صحفي). مجموعة هازر. 10 ديسمبر 2021.
  66. "هازر تُعزز التعاون مع إنجي لإنشاء منشأة في فرنسا" (بيان صحفي). مجموعة هازر.
  67. «هازر توقع مذكرة تفاهم مع تشوبو إلكتريك وشيودا» (بيان صحفي). مجموعة هازر.
  68. "مجموعة هازر - عرض تقديمي للمستثمرين | hazergroup.com.au" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2023 .
  69. "إعلان مشروع بورارد هازر للهيدروجين | hazergroup.com.au" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2023 .
  70. "C-Zero | إزالة الكربون من الغاز الطبيعي" . C-Zero . تم ​​الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2023 .
  71. «شركة سي-زيرو تُغلق جولة تمويل بقيمة 34 مليون دولار بقيادة شركة إس كيه غاز لإنشاء مشروع تجريبي لإزالة الكربون من الغاز الطبيعي» . سي-زيرو . 16 يونيو 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2023 .
  72. "مقابلة مع أندرياس بودي" . www.basf.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2023 .
  73. زيمرمان، هاينز؛ والزل، رولاند (2009). "الإيثيلين". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi : 10.1002/14356007.a10_045.pub3 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  74. 1 2 تشو، هوي؛ لونغ، يان تشيو؛ مينغ، آي هونغ؛ لي، تشينغ هاي؛ تشانغ، يان غو (يناير 2015). "تفاعلات ثلاثة مكونات من النفايات الصلبة البلدية أثناء التحلل الحراري المشترك". مجلة التحليل والتطبيق في التحلل الحراري . 111 : 265-271 . Bibcode : 2015JAAP..111..265Z . doi : 10.1016/j.jaap.2014.08.017 .
  75. كامينسكي، والتر (2000). "البلاستيك، إعادة التدوير". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a21_057 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  76. إن جيه ثيميليس وآخرون. "القيمة الطاقية والاقتصادية للمواد البلاستيكية غير القابلة لإعادة التدوير والنفايات الصلبة البلدية التي تُدفن حاليًا في الولايات الخمسين". مركز هندسة الأرض بجامعة كولومبيا. مؤرشف بتاريخ 8 مايو 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  77. "آلة تحويل البلاستيك إلى نفط، مجلة ألترناتيفز جورنال - الصوت البيئي لكندا" . Alternativesjournal.ca . 7 ديسمبر 2016. مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 16 ديسمبر 2016 .
  78. يوميات.تريتريتن جيشاركا، "الفكرة الرئيسية : أفضل ما في الأمر هو أن كل شيء على ما يرام """الفكرة والفكرة""" จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (في التايلاندية) Jidgarnka، S. “التحلل الحراري لإطارات السيارات منتهية الصلاحية: ميكانيكا إنتاج الوقود عالي الجودة” أرشفة 2015-02-20 في آلة Wayback .. جامعة شولالونجكورن قسم البتروكيماويات
  79. روي، سي.؛ شالا، أ.؛ دارمشتات، هـ. (1999). "التحلل الحراري الفراغي للإطارات المستعملة". مجلة التحليل والتطبيق في التحلل الحراري . 51 ( 1-2 ): 201-221 . doi : 10.1016/S0165-2370(99)00017-0 .
  80. ^ مارتينيز، خوان دانيال. بوي، نيوس. موريللو، رامون؛ غارسيا، توماس. نافارو، ماريا فيكتوريا؛ ماسترال ، آنا ماريا (يوليو 2013). “التحلل الحراري لإطارات النفايات – مراجعة”. مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 23 : 179 – 213. بيب كود : 2013RSERv..23..179M . دوى : 10.1016/j.rser.2013.02.038 .
  81. تشوي، غيونغ غو؛ جونغ، سو هوا؛ أوه، سيونغ جين؛ كيم، جو سيك (يوليو 2014). "الاستخدام الكامل لمطاط إطارات السيارات المستعملة من خلال التحلل الحراري للحصول على زيوت وتنشيط الفحم الناتج عن التحلل الحراري بثاني أكسيد الكربون " . تكنولوجيا معالجة الوقود . 123 : 57-64 . doi : 10.1016/j.fuproc.2014.02.007 .
  82. رينجر، م.؛ بوتش، ف.؛ سكاهيل، ج. (2006). إنتاج زيت التحلل الحراري على نطاق واسع: تقييم تكنولوجي وتحليل اقتصادي (تقرير). doi : 10.2172/894989 . OSTI 894989 . 
  83. 1 2 تشاو، مينغ؛ ميمون، محمد زكي؛ جي، جوزهاو؛ يانغ، شياو شياو؛ فوبالاداديم، آرون ك.؛ سونغ، ينكيانغ؛ رحيم، عبد؛ لي، جينهوي؛ وانغ، وي. تشو ، هوي (أبريل 2020). “المواد الماصة المحفزة ثنائية الوظيفة للمعادن القلوية مكنت من الانحلال الحراري للكتلة الحيوية لتعزيز إنتاج الهيدروجين”. الطاقة المتجددة . 148 : 168– 175. بيب كود : 2020REne..148..168Z . دوى : 10.1016/j.renene.2019.12.006 .
  84. ليف، دان (3 نوفمبر 2021). "شركة إغنيو تستهدف إعادة تدوير الإلكترونيات الخردة منخفضة الجودة بمصنع قيمته 85 مليون دولار" . resource-recycling.com . تاريخ الاطلاع: 28 نوفمبر 2021 .
  85. روماني، أليسيا؛ كولاس، دانيال؛ كورو، جوزيف؛ شونارد، ديفيد ر.؛ بيرس، جوشوا م. (مايو 2025). "إعادة تدوير الملوثات المُرشّحة من عملية التحلل الحراري المُغذّى بالسوائل كمادة مركبة جديدة للبناء" . مجلة هندسة البناء . 102 112025. doi : 10.1016/j.jobe.2025.112025 .
  86. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 لي ، تايوو؛ جونغ، سونغ يوب؛ لين، كون يي أندرو؛ تسانغ، ييو فاي؛ كوون، إيلهان إي. (يناير 2021). "الحد من تكوّن المواد الكيميائية الضارة الناتجة عن التحلل الحراري لمخلفات التبغ باستخدام ثاني أكسيد الكربون " . مجلة المواد الخطرة . 401 123416. doi : 10.1016/j.jhazmat.2020.123416 . PMID 32763706 . 
  87. ^ لاهيجاني، بويا؛ زينل، زينل علم الدين؛ محمدي، مائدة؛ محمد، عبد الرحمن (يناير 2015). "تحويل غازات الدفيئة CO2- تحويل غاز الوقودCOعبر تفاعل بودوارد: مراجعة.مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة.41:615-632.doi:10.1016/j.rser.2014.08.034.
  88. هانت، جاكوب؛ فيراري، أنتوني؛ ليتا، أدريان؛ كروسوايت، مارك؛ آشلي، بريدجيت؛ ستيغمان، إيه إي (27 ديسمبر 2013). "التحسين الخاص بالميكروويف لتفاعل الكربون-ثاني أكسيد الكربون (بودوارد)". مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 117 (51): 26871-26880 . doi : 10.1021/jp4076965 .
  89. هيفونغز، أودو (يونيو 2010). "تنظيف فعال للمغازل" . مجلة الألياف. مؤرشف من الأصل في 30 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2016 .
  90. 1 2 3 4 مينورد، كينيث (سبتمبر 1994). "التنظيف بالحرارة: تقنية قديمة بمستقبل واعد" (ملف PDF) . المركز الإقليمي لمعلومات منع التلوث . مجلة تكنولوجيا التنظيف الحرجة. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 8 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2015 .
  91. ١ ٢ ٣ "نظرة على تقنية التنظيف الحراري" . ThermalProcessing.org . Process Examiner. ١٤ مارس ٢٠١٤. مؤرشف من الأصل في ٨ ديسمبر ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه في ٤ ديسمبر ٢٠١٥ .
  92. ديفيس، غاري؛ براون، كيث (أبريل 1996). "تنظيف الأجزاء المعدنية والأدوات" (ملف PDF) . المركز الإقليمي لمعلومات منع التلوث . تسخين العمليات. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2015 .
  93. شوينغ، إيوالد؛ أورنر، هورست (7 أكتوبر 1999). "طريقة لإزالة رواسب البوليمر المتكونة على أجزاء الآلات المعدنية أو الخزفية، والمعدات، والأدوات" . إسباسينت . مكتب براءات الاختراع الأوروبي. مؤرشف من الأصل في 31 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2016 .
  94. ستافين، هربرت كينيث؛ كولزر، روبرت أ. (28 نوفمبر 1974). "تنظيف الأجسام في طبقة مميعة ساخنة - مع معادلة الغاز الحمضي الناتج، وخاصة بواسطة مركبات المعادن القلوية" . إسباسينت . مكتب براءات الاختراع الأوروبي. مؤرشف من الأصل في 31 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2016 .
  95. دوان، توماس س. (2 سبتمبر 1980). "عملية إزالة البوليمرات من مختلف الأجسام بالتحلل الحراري الفراغي" . إسباسينت . مكتب براءات الاختراع الأوروبي. مؤرشف من الأصل في 31 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 26 ديسمبر 2015 .
  96. "أنظمة التحلل الحراري بالتفريغ" . thermal-cleaning.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 فبراير 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 فبراير 2016 .
  97. "إزالة الطلاء: الحد من النفايات والمواد الخطرة" . برنامج المساعدة التقنية في مينيسوتا . جامعة مينيسوتا. يوليو 2008. مؤرشف من الأصل في 8 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2015 .
  98. كيمياء العناصر . 1997. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-7506-3365-9.
  99. بينغالي، كاليانا سي؛ روكستراو، ديفيد أ؛ دينغ، شوغوانغ (أكتوبر 2005). "جسيمات الفضة النانوية من التحلل الحراري بالرش فوق الصوتي لنترات الفضة المائية". علم وتكنولوجيا الهباء الجوي . 39 (10): 1010-1014 . Bibcode : 2005AerST..39.1010P . doi : 10.1080/02786820500380255 .
  100. سونغ، واي إل؛ تساي، إس سي؛ تشين، سي واي؛ تسينغ، تي كي؛ تساي، سي إس؛ تشين، جيه دبليو؛ ياو، واي دي (أكتوبر 2004). "التحلل الحراري بالرش فوق الصوتي لتخليق جزيئات الزركونيا الكروية". مجلة الجمعية الأمريكية للخزف . 87 (10): 1864-1871 . doi : 10.1111/j.1151-2916.2004.tb06332.x
  101. همداني، هدى أماني (ديسمبر 2008). دراسة معايير الترسيب في الانحلال الحراري بالرش فوق الصوتي لتصنيع مهبط خلية وقود أكسيد صلب (رسالة ماجستير). hdl : 1853/26670 .
  102. ^ باربيرو لوبيز، أيتور. شبيلي، سمية؛ تومبو، لورا؛ سلامي، أيوبامي؛ أنسين-مورجوزور، فرانسيسكو خافيير؛ فينالاينن، مارتي؛ لابالاينن، ريجو؛ هابالا ، أنتي (مارس 2019). "نواتج التقطير الانحلال الحراري من لحاء الأشجار وألياف القنب تمنع نمو الفطريات المتحللة للخشب". المحاصيل والمنتجات الصناعية . 129 : 604–610 . دوى : 10.1016/j.indcrop.2018.12.049 .
  103. ^ باربيرو لوبيز، أيتور. أكانين، جاركو؛ لابالاينن، ريجو؛ بيرانييمي، سيربا؛ هابالا ، أنتي (يناير 2021). “المواد الحافظة الخشبية ذات الأساس الحيوي: كفاءتها وترشيحها وسميتها البيئية مقارنة بالمواد الحافظة التجارية للأخشاب”. علم البيئة الشاملة . 753 142013. بيب كود : 2021ScTEn.75342013B . دوى : 10.1016/j.scitotenv.2020.142013 . بميد 32890867 . 
  104. تشو، هوي؛ وو، تشونفي؛ أونوديلي، جود أ.؛ مينغ، أيهونغ؛ تشانغ، يانغوو؛ ويليامز، بول ت. (فبراير 2015). "تكوين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAH) من التحلل الحراري لأجزاء مختلفة من النفايات الصلبة البلدية" (ملف PDF) . إدارة النفايات . 36 : 136-146 . Bibcode : 2015WaMan..36..136Z . doi : 10.1016/j.wasman.2014.09.014 . PMID 25312776 . 
  105. تشو، هوي؛ وو، تشونفي؛ أونوديلي، جود أ.؛ مينغ، أيهونغ؛ تشانغ، يانغوو؛ ويليامز، بول ت. (16 أكتوبر 2014). "تكوين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من التحلل الحراري/التغويز للّجنين في ظروف تفاعل مختلفة". الطاقة والوقود . 28 (10): 6371-6379 . Bibcode : 2014EnFue..28.6371Z . doi : 10.1021/ef5013769 .
  106. تشو، هوي؛ وو، تشونفي؛ أونوديلي، جود أ.؛ مينغ، أيهونغ؛ تشانغ، يانغوو؛ ويليامز، بول ت. (أبريل 2016). "تأثير ظروف المعالجة على تكوين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ذات حلقتين إلى أربع حلقات من التحلل الحراري لكلوريد البولي فينيل" (ملف PDF) . تكنولوجيا معالجة الوقود . 144 : 299-304 . Bibcode : 2016FuPrT.144..299Z . doi : 10.1016/j.fuproc.2016.01.013 .
  107. تشو، هوي؛ مينغ، آي هونغ؛ لونغ، يان تشيو؛ لي، تشينغ هاي؛ تشانغ، يان غو (يوليو 2014). "تفاعلات مكونات النفايات الصلبة البلدية أثناء التحلل الحراري: دراسة باستخدام التحليل الحراري الوزني بالأشعة تحت الحمراء". مجلة التحليل والتطبيق في التحلل الحراري . 108 : 19-25 . Bibcode : 2014JAAP..108...19Z . doi : 10.1016/j.jaap.2014.05.024 .
  108. لونغ، يانكيو؛ تشو، هوي؛ مينغ، أيهونغ؛ لي، تشينغهاي؛ تشانغ، يانغوو (سبتمبر 2016). "التفاعلات بين مكونات الكتلة الحيوية أثناء التحلل الحراري المشترك في أجهزة التحليل الحراري الوزني (الكبيرة)". المجلة الكورية للهندسة الكيميائية . 33 (9): 2638-2643 . doi : 10.1007/s11814-016-0102-x .
  109. جوداكر، رويستون؛ كيل، دوغلاس ب (فبراير 1996). "مطيافية الكتلة للتحلل الحراري وتطبيقاتها في التقنية الحيوية". الرأي الحالي في التقنية الحيوية . 7 (1): 20-28 . doi : 10.1016/S0958-1669(96)80090-5 . PMID 8791308 . 
  110. بيكوك، باتريشيا م.؛ ماكوين، تشارلز ن. (1 يونيو 2006). "مطيافية الكتلة للبوليمرات الاصطناعية". الكيمياء التحليلية . 78 (12): 3957-3964 . Bibcode : 2006AnaCh..78.3957P . doi : 10.1021/ac0606249 . PMID 16771534 . 
  111. ^ وانغ ، تشنغشين. بنغ، شينغجان؛ شيا، آو؛ شاه عقيل أ. هوانغ، يون. تشو، شيانتشينغ؛ تشو، شون؛ لياو ، تشيانغ (يناير 2022). “دور التعلم الآلي لتعزيز تحويل الطاقة الحيوية والوقود الحيوي”. تكنولوجيا الموارد الحيوية . 343 126099. بيب كود : 2022BiTec.34326099W . دوى : 10.1016/j.biortech.2021.126099 . بميد 34626766 . 
  112. أكينبيلو، ديفيد أكوريدي؛ أديكويا، أولواسيوون أ.؛ أولادوي، بيتر أولوساكين؛ أوغباجا، تشوكوما س.؛ أوكولي، جود أ. (سبتمبر 2023). "تطبيقات التعلم الآلي في التحلل الحراري للكتلة الحيوية: من المصفاة الحيوية إلى إدارة المنتج في نهاية عمره الافتراضي" . الهندسة الكيميائية الرقمية . 8 100103. doi : 10.1016/j.dche.2023.100103 .
  • بيدي، ماري؛ دوتا، أبهيجيت؛ جونز، سوزان؛ ماير، آي (2013). مسار تكنولوجيا التحلل الحراري السريع التحفيزي في الموقع (تقرير). doi : 10.2172/1076660 .