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熱裂解

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燃料(原物料)在熱裂解之後,會形成裂解氣體焦油

熱裂解(pyrolysis)又稱熱解熱裂高溫裂解,指有機物質於惰性氣體[1][2]下(inert atmosphere,常為幾近無氧狀態)的高溫分解英語Thermal decomposition[3]。此反應涉及了化學成分和物理相態的同時變化,且為不可逆反應。熱裂解另一術語為脫揮發分(devolatilization)或去揮發作用,簡稱「脫揮」。

熱解與乾餾及烷烴的裂化反應有相似之處,同屬於熱分解反應英語Thermal decomposition;但由於細部的差異與專門用途的不同,因此有不同的稱呼,如乾餾、破壞蒸餾英語destructive distillation,和裂化反應。如果熱解的溫度再升高,則會發生碳化反應,所有的反應物都會轉變為

熱解與燃燒水解等其他工藝不同之處在於它通常不涉及與、水或任何其它試劑的反應[4] ,但是在實作上,不一定會在完全無氧的環境下進行熱裂解反應,因為任何熱解系統中都存在一些空氣(含有氧),因此會發生少量的氧化反應。此外,若着火時(如:火災)氧氣供應較少,便會發生類似熱解的反應,這也是目前研究熱解反應機理和性質的重要原因。

類型

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熱解可分為以下幾種主要類型:

應用

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熱裂解工藝被大量使用在化學工業中,熱裂解反應可用於合成化工產品,比如二氯乙烷熱裂解可生成氯乙烯(VCM)。此外,也可用於將生物質能或廢料轉化為低害或可以利用的物質,例如用此法來製取合成氣碳煙木醋液生質柴油生質燃料生物能源)。

熱裂解也用於製造納米顆粒[6]氧化鋯[7],和氧化物[8]利用超聲波噴嘴英語Ultrasonic nozzle的超聲噴霧熱裂解工藝(USP)。

熱裂解亦可運用於分析化學,以分析複雜化合物的結構,例如熱裂解氣相色譜-質譜法英語Pyrolysis–gas chromatography–mass spectrometry放射性碳定年法。事實上,許多重要的化學物質,例如硫酸,最初是由該方法獲得的。

參見

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參考資料

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  1. ^ https://www.termonline.cn/word/1382944197123776521/1#
  2. ^ http://terms.naer.edu.tw/detail/16504415/[失效連結]
  3. ^ Pyrolysis. Compendium of Chemical Terminology. International Union of Pure and Applied Chemistry. 2009: 1824 [2018-01-10]. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.P04961. (原始內容存檔於2018-01-10). 
  4. ^ Cory A. Kramer, Reza Loloee, Indrek S. Wichman and Ruby N. Ghosh, 2009, Time Resolved Measurements of Pyrolysis Products From Thermoplastic Poly-Methyl-Methacrylate (PMMA)頁面存檔備份,存於互聯網檔案館ASME 2009 International Mechanical Engineering Congress and Exposition
  5. ^ Pyrolysis and Other Thermal Processing. US DOE. (原始內容存檔於2007-08-14). 
  6. ^ Pingali, Kalyana C.; Rockstraw, David A.; Deng, Shuguang. Silver Nanoparticles from Ultrasonic Spray Pyrolysis of Aqueous Silver Nitrate (PDF). Aerosol Science and Technology. 2005, 39: 1010–1014 [2016-04-26]. doi:10.1080/02786820500380255. (原始內容 (PDF)存檔於2014-04-08). 
  7. ^ Song, Y. L.; Tsai, S. C.; Chen, C. Y.; Tseng, T. K.; Tsai, C. S.; Chen, J. W.; Yao, Y. D. Ultrasonic Spray Pyrolysis for Synthesis of Spherical Zirconia Particles (PDF). Journal of the American Ceramic Society. 2004, 87 (10): 1864–1871 [2016-04-26]. doi:10.1111/j.1151-2916.2004.tb06332.x. (原始內容 (PDF)存檔於2014-04-08). 
  8. ^ Hoda Amani Hamedani, 2008, Investigation of Deposition Parameters in Ultrasonic Spray Pyrolysis for Fabrication of Solid Oxide Fuel Cell Cathode頁面存檔備份,存於互聯網檔案館), Georgia Institute of Technology