1989

Arpiainen, Vesa; Lappi, Maija; Nissilä, Minna

Turpeen ja männynkuoren kokeellisen flashpyrolyysitutkimuksen tavoitteena oli orgaanisen nestetuotteen muodostumisen ja hajoamisen tutkimus laajalla lämpötila-alueella sekä tuotenesteiden laadun tutkiminen. Kokeet tehtiin laboratoriokoon leijukerroslaitteistolla (100 g/h) lämpölila-alueella 400 - 800 °C käyttäen suhteellsen lyhyttä kaasufaasin viipymäaikaa (0,5 s) sekundäärireaktioiden pitämiseksi vähäisinä. Kaikissa kokeissa määritettiin päätuoteryhmien (hiiltojäännöksen, kaasujen, orgaanisten nestetuotteiden ja pyrolyyttisen veden) saannot.Talteen otettujen pyrolyysituotteiden kokonaissaanto oli yli 90 % raaka-aineen kuivapainosta. Turpeen flash-pyrolyysissä muodostuvien neste tuotteiden laatua tarkasteltiin yksityiskohtaisemmin kapillaarikaasukromatografiaa, infrapunaspektrometriaa, massaspektrometriaa ja nestekromatografiaa (GPC-sovellus) käyttäen. Orgaanisten nestetuotteiden määrä oli suurimmillaan 5W °C:ssa. Männynkuoresta muodostui orgaanisia nestetuotteita enimmillään noin 50 paino-% ja turpeesta noin 40 paino-% raakaaineen kuivapainosta. Nestetuotteet sisälsivät matalissa lämpötiloissa huomattavia määriä suurimolekyylisiä polymeerimaisia aineita. 600 °C:n pyrolyysilämpötilassa orgaanisten nestetuotteiden saanto oli selvästi vähentynyt termisten sekundäärireaktioiden seurauksena, jolloin tyypillisten krakkauskaasujen (CO, CH4, C2H4 ja H2) osuudet tuotejakaumassa olivat kasvaneet. Korkeimmassa lämpötilassa (800 °C) tuotekaasujen määrä oli turpeella lähes 60 % ja kuorellakin lähes 50 % raaka-aineen kuivapainosta. Vastaavat orgaanisten nestetuotteiden saannot olivat 15 - 20 paino-%. Nestetuote sisälsi vielä suurimolekyylisiä yhdisteitä, joskin mataliin pyrolyysilämpötiloihin verrattuna tuote oli pienimolekyylisempää ja kemialliselta koostumukseltaan erilaista. Saatuja tuloksia voidaan hyödyntää pyrolyysijalostusprosessien kehittämisessä sekä suuriin lämmitysnopeuksiin perustuvassa kaasutuksen ja polton perustutkimuksessa.