бърза пиролиза

The пиролитичен процес е тази, в която разграждане на биомасата поради топлина без присъствието на кислород, тоест в напълно инертна атмосфера.

Генерираните продукти имат три състояния:

Принадлежи на:

  1. Въглища или въглен
  2. Катрани
  3. Газообразни продукти или изпарена пара

Този процес може да се осъществи поотделно или съвместно в рамките на процеси като изгаряне или газификация, въпреки че не представя търговската и индустриална еволюция, както могат изгарянето и газификацията.

Класификация на пиролизата

Като изисква топлинна енергия за протичане на процеса, той позволява да се раздели пиролизата на две групи:

  1. Алотермични или индиректни системи: източникът на енергия обикновено е самият газ или генерираният въглен и се предава чрез проводимост и излъчване от стените на реактора.
  2. Автотермични или директни системи: необходимата енергия се осигурява от изгарянето на част от товара.

От оперативна гледна точка пиролизата може да се класифицира на:

  1. Конвенционална пиролизаИзползва се въртящо се или движещо се оборудване за легло и дори грил фурна. И в двата случая системите могат да бъдат директни и индиректни.
  2. Бърза пиролиза: известен като бърза пиролиза. Включени са системи за въздушен прах.
  3. Моментална пиролиза: известен също като флаш пиролиза. В този случай кипящият слой обещава на два етапа, в които се извършва изгарянето на твърдо вещество и това е, което предава топлината на системата.

Ако това, което се взема предвид, е температурата, от която се извършва процесът, пиролизата може да бъде класифицирана, както следва:

  1. Пиролиза при ниска температура и скорост на нагряване.
  2. Пиролиза при висока температура и скорост на нагряване.
  3. Специална пиролиза: вакуумна пиролиза, бърза пиролиза и бърза пиролиза.

Пиролитичен процес

Тъй като a набор от химични реакции Когато се извършва термично разлагане на биомаса, въпросът винаги е бил подхождан чрез изучаване на различните компоненти, които съставляват материала, който трябва да бъде пиролизиран. Материалът, който обикновено е изследван, е дърво, така че ще продължим да анализираме различните му компоненти (целулоза, хемицелулоза и лигнин).

На първо място, трябва да се каже, че при пиролизата на целулозата могат да се разграничат няколко етапа:

  1. Първият се провежда при температури под 300 ºC, по такъв начин, че се извършват реакции на деполимеризация, окисление, дехидратация и декарбоксилиране. Само атакуваната целулоза е аморфна, така че тук ще се генерират само въглероден окис и вода.
  2. Втората се извършва, когато има температури над 300 ºC, когато се произвеждат въглища, катран (чийто основен компонент е левоглюкозан) и газообразни продукти.

Целулозите са по-чувствителни към топлина, Следователно разграничаването между различните етапи, които се провеждат, се извършва при температури, които са в диапазона от 200-260 ºC. Те пораждат в по-голяма степен съединения в газовата фаза, по-малко катран (без левоглюкозан) и по-малко въглерод от пиролизата на целулозата.

Има и два етапа:

  1. Разлагане на полимера на разтворими фрагменти.
  2. Преобразуване в мономерни единици, които бързо се превръщат в летливи продукти.

Проведената пиролиза на дървесината е сумата от пиролизата на основните й компоненти:

  1. Целулоза
  2. Хемицелулоза
  3. Лигнин

Що се отнася до пиролиза на лигнин, Той също така е съставна част на дървесината, генерира ароматни съединения и по-високо съдържание на въглерод, приблизително 55% в случая на целулоза, докато в случая на пиролитни масла се генерират 20%, 15% катранен остатък и 10%.

В случай, че е пиролизиран горска биомаса, неговите свойства имат много забележимо влияние върху получените продукти. Например, това, което влажността е, намалява ефективността на процеса на карбонизация, тъй като е необходима топлина, за да се изпари тази вода, в допълнение към генерирането на по-крехък въглерод, отколкото ако биомасата има по-ниско съдържание на влага. Поради тази причина се препоръчва биомасата да има водно съдържание близо до 10%.

Плътността на изходната суровина също влияе върху качеството на образувания въглерод. с пиролизация, като е препоръчително да се получат качествени остатъци от дървени въглища. Размерът също е важен: колкото по-голям е размерът, толкова по-лош е топлопредаването; препоръчват се размери между 2 и 10 см. Химичният състав на биомасата е много важен, тъй като колкото по-високо е съдържанието на лигнин, толкова по-високо е качеството на получените въглища.

Предвид гореизложеното, термичното разлагане на дървесината протича на етапи:

  1. Настъпва между 200 и 260 ºC целулозна пиролиза.
  2. Между 240 и 350 ºC има пиролиза на хемицелулоза.
  3. Между 280 и 350 ºC се извършва пиролизата на лигнина.

Следователно, с оглед на коментираните температури, има четири етапа, определящи техните граници на 200 ºC, 280 ºC и 500 ºC.

Пиролитичен процес, който е във фаза на развитие е известен като „бърза пиролиза”, При който биомасата се трансформира в течност с калоричност подобна на мазута. За да се случи, е необходимо биомасата да е много фина, процесът да се извършва при температура 500 ºC и да има бързо охлаждане на парите, за да се генерират най-вече "био-масло”, Въпреки че също се генерират газообразни и твърди фракции, които се използват като енергиен източник в процеса.

Този процес се извършва през флуидизирани и циркулиращи легла, тъй като е лесно да се работи с тях. The био-масло генерираният има подобен вискозитет на мазута и може да бъде идеален заместител на мазут и дизелово гориво за генериране на електрическа и/или топлинна енергия. Днес превръщането му в течно биогориво все още не е изгодно.

Като акценти на тази технология, намерени в фаза на разследване, Те подчертават, че биомасата трябва да има влажност приблизително 10% и с малки размери, скоростта на топлопреминаване трябва да бъде висока, от 500 ºC е, когато се извършва максимално производство на течности от дърво и т.н.