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La pirolisi è un processo termochimico che comporta la decomposizione termica di materiali organici in assenza di ossigeno, con conseguente produzione di prodotti liquidi, gassosi e solidi. Il processo è fondamentale per la conversione della biomassa e di altri rifiuti organici in risorse preziose.

Sintesi del processo di pirolisi:

1. Introduzione della materia prima: La materia prima organica, come la biomassa, viene introdotta nel reattore di pirolisi attraverso serrature d'aria che vengono spurgate con gas inerte per evitare che l'ossigeno entri e provochi la combustione.
2. Riscaldamento: La materia prima viene riscaldata ad alte temperature, in genere tra i 400 e gli 800 gradi Celsius, utilizzando metodi come le microonde. Questo riscaldamento rompe i legami tra i solidi e i volatili presenti nel materiale.
3. Reazione di pirolisi: A queste alte temperature, i composti organici della materia prima si rompono termicamente, scomponendosi in molecole più piccole. Questo processo avviene senza combustione, grazie all'esclusione dell'ossigeno, dando origine a una miscela di gas e vapori e a un sottile carbone.
4. Separazione dei prodotti: La frazione volatile, che è un vapore, viene separata in gas e fluidi attraverso la condensazione. I gas non condensabili possono essere riciclati nel reattore come gas di trascinamento.

Spiegazione dettagliata:

• Introduzione e riscaldamento della materia prima: Il processo inizia con l'introduzione della materia prima secca nel reattore. L'uso di blocchi d'aria e gas inerti assicura che l'ambiente all'interno del reattore rimanga privo di ossigeno, essenziale perché la pirolisi avvenga senza combustione. Il riscaldamento della materia prima è fondamentale, in quanto avvia il cracking termico dei materiali organici. Il riscaldamento può essere ottenuto con vari metodi, tra cui le microonde, che consentono un trasferimento di energia preciso ed efficiente.

• Reazione di pirolisi: Il cuore del processo di pirolisi è il cracking termico della materia prima. A temperature elevate, l'energia termica fa vibrare intensamente le molecole della materia prima, provocando la rottura dei legami chimici e la formazione di molecole più piccole. Questo processo è noto come devolatilizzazione. L'assenza di ossigeno impedisce la combustione, che altrimenti libererebbe CO₂ e consumerebbe energia. Invece, la pirolisi porta alla formazione di prodotti ricchi di energia come bio-olio, gas e carbone.

• Separazione e utilizzo dei prodotti: Dopo la reazione di pirolisi, i prodotti vengono separati. I gas e i liquidi volatili vengono condensati e raccolti, mentre i gas non condensabili possono essere riciclati nel reattore per mantenere l'ambiente inerte e favorire il processo di pirolisi. Il residuo solido, o carbone, può essere utilizzato come combustibile o ulteriormente trasformato in carbone attivo.

Tipi di pirolisi:

• Pirolisi lenta: Questo metodo prevede tassi di riscaldamento lenti e tempi di permanenza più lunghi nel reattore, che portano a una maggiore produzione di carbone. Storicamente era utilizzato per la produzione di carbone di legna.
• Pirolisi rapida: Questo processo utilizza tassi di riscaldamento più elevati e tempi di permanenza più brevi, massimizzando la resa di bio-olio.
• Pirolisi ultraveloce: Si tratta di un metodo avanzato che opera con tassi di riscaldamento ancora più elevati e tempi di permanenza molto brevi, con l'obiettivo di produrre bio-olio in modo più efficiente.

Ogni tipo di pirolisi è ottimizzato per ottenere prodotti specifici, a seconda dell'applicazione desiderata e delle caratteristiche della materia prima.

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