La pirolisi della biomassa è un processo termochimico che prevede la decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno, con conseguente produzione di biochar, bioolio e gas come metano, idrogeno, monossido di carbonio e anidride carbonica. Questo processo è fondamentale in quanto funge da precursore dei processi di combustione e gassificazione. L'efficienza e i prodotti della pirolisi dipendono dalla temperatura, dalla velocità di riscaldamento e dal tipo di biomassa utilizzata.
Spiegazione dettagliata:
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Panoramica del processo:
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La pirolisi della biomassa avviene quando la biomassa viene riscaldata in un ambiente privo di ossigeno. Il processo può essere suddiviso in tre fasi principali: essiccazione, pirolisi vera e propria e raffreddamento. Durante la fase di essiccazione, l'umidità viene rimossa dalla biomassa. La fase di pirolisi prevede il riscaldamento della biomassa essiccata a temperature comprese tra 300 e 900°C, che provoca la decomposizione della biomassa nelle sue parti costitutive, quali cellulosa, emicellulosa e lignina. La fase finale prevede il raffreddamento e la separazione dei prodotti in bio-olio, biochar e syngas.Formazione del prodotto:
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I prodotti della pirolisi della biomassa variano a seconda della temperatura e della velocità di riscaldamento. A temperature inferiori (meno di 450°C) e con tassi di riscaldamento lenti, il prodotto principale è il biochar. A temperature più elevate (superiori a 800°C) con tassi di riscaldamento rapidi, il prodotto principale è il gas. A temperature intermedie e ad alte velocità di riscaldamento, il prodotto principale è il bio-olio.
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Meccanismi di pirolisi:
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Il processo di pirolisi coinvolge meccanismi primari e secondari. I meccanismi primari comprendono la formazione di carbone, la depolimerizzazione e la frammentazione. La formazione di carbone comporta la creazione di anelli di benzene che si combinano in un residuo solido noto come carbone. La depolimerizzazione e la frammentazione comportano la rottura delle strutture polimeriche della biomassa. I meccanismi secondari, come il cracking e la ricombinazione, si verificano quando i composti volatili rilasciati durante i meccanismi primari subiscono ulteriori reazioni, portando alla formazione di carbone secondario e altri prodotti gassosi.Influenza delle proprietà della biomassa e delle condizioni operative:
La qualità e la resa dei prodotti della pirolisi sono influenzate dalle condizioni operative, come la temperatura, il tempo di permanenza e le proprietà fisiche e chimiche della biomassa. Le fonti di biomassa possono includere colture agricole, residui forestali, rifiuti solidi urbani e altri. Il contenuto di umidità, il carbonio fisso e la materia volatile della biomassa influenzano la distribuzione dei prodotti finali.
