L'olio di pirolisi, noto anche come bio-olio o bio-crude, è una miscela complessa di composti organici ossigenati, acqua e vari contaminanti.Viene prodotto attraverso la decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno.Pur avendo un potenziale come combustibile rinnovabile, la sua composizione e le sue proprietà differiscono in modo significativo dai prodotti petroliferi convenzionali a causa dell'elevato contenuto di ossigeno e della presenza di vari contaminanti.Questi contaminanti includono acqua, composti ossigenati, acidi, solidi e zolfo, che ne influenzano la stabilità, la corrosività e l'utilizzabilità.La comprensione di questi contaminanti è fondamentale per migliorare la qualità e l'applicazione dell'olio di pirolisi.
Punti chiave spiegati:
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Alto contenuto di acqua (20-30%)
- L'olio di pirolisi contiene una quantità significativa di acqua, in genere compresa tra il 20% e il 30% in peso.
- Questo elevato contenuto di acqua riduce il potere calorifico dell'olio, rendendolo meno denso di energia rispetto ai combustibili fossili.
- L'acqua contribuisce anche all'instabilità dell'olio, in quanto può favorire la separazione di fase e aumentare la viscosità nel tempo.
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Composti organici ossigenati
- L'olio è ricco di composti ossigenati, come acido acetico, formaldeide, fenoli, anidrosugaridi e oligosaccaridi.
- Questi composti sono responsabili dell'elevata acidità dell'olio (pH fino a ~2), che lo rende corrosivo per le attrezzature di stoccaggio e manipolazione.
- Il contenuto di ossigeno (35-50% in peso) rende inoltre l'olio termicamente instabile e soggetto a polimerizzazione, con conseguente aumento della viscosità e riduzione dell'utilizzabilità nel tempo.
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Idrocarburi aromatici e alifatici
- L'olio di pirolisi contiene una miscela di idrocarburi aromatici e alifatici che contribuiscono alla sua complessa composizione chimica.
- L'elevato contenuto di aromatici conferisce all'olio un odore acre e fumoso e contribuisce al suo colore marrone scuro.
- Questi idrocarburi possono subire reazioni di condensazione, destabilizzando ulteriormente l'olio e aumentandone la viscosità.
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Residui solidi (fino al 40%)
- L'olio contiene spesso residui solidi, come carbone e cenere, che possono rappresentare fino al 40% della sua composizione.
- Questi solidi possono intasare i filtri e gli ugelli, rendendo l'olio difficile da gestire e trattare.
- La presenza di solidi riduce inoltre la qualità complessiva e la densità energetica dell'olio.
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Alto contenuto di zolfo
- L'olio di pirolisi ha in genere un contenuto di zolfo più elevato rispetto al gasolio convenzionale.
- I composti dello zolfo contribuiscono alla corrosività dell'olio e possono portare alla formazione di emissioni nocive, come il biossido di zolfo, quando viene bruciato.
- Ciò rende l'olio meno rispettoso dell'ambiente e più difficile da usare nei motori standard o nelle turbine.
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Instabilità ossidativa
- L'olio è soggetto a reazioni ossidative quando è esposto all'aria, con conseguente polimerizzazione e agglomerazione.
- Queste reazioni aumentano la viscosità e la volatilità dell'olio nel tempo, rendendone difficile lo stoccaggio e il trasporto.
- L'instabilità limita anche la durata di conservazione dell'olio e richiede un'attenta manipolazione per evitarne la degradazione.
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Problemi di salute e sicurezza
- L'olio di pirolisi è corrosivo e può causare irritazioni o problemi di salute al contatto con la pelle o all'inalazione dei suoi fumi.
- Il suo caratteristico odore acre e l'elevata acidità lo rendono pericoloso da maneggiare senza un adeguato equipaggiamento protettivo.
- Anche l'instabilità termica del petrolio comporta rischi per la sicurezza, in quanto può subire reazioni esotermiche o incendiarsi in determinate condizioni.
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Immiscibilità con i combustibili fossili
- A causa dell'elevato contenuto di ossigeno e della composizione complessa, l'olio di pirolisi è immiscibile con i combustibili fossili convenzionali.
- Questa immiscibilità ne limita l'uso diretto nelle infrastrutture di carburante esistenti e richiede un ulteriore trattamento o miscelazione per renderlo compatibile.
In sintesi, l'olio di pirolisi contiene una serie di contaminanti, tra cui acqua, composti ossigenati, solidi e zolfo, che ne influenzano significativamente le proprietà e l'utilizzabilità.Affrontare questi contaminanti attraverso processi di raffinazione e stabilizzazione è essenziale per migliorare la qualità e la fattibilità dell'olio di pirolisi come combustibile alternativo rinnovabile.
Tabella riassuntiva:
| Contaminante | Impatto |
|---|---|
| Alto contenuto d'acqua | Riduce la densità energetica, favorisce la separazione di fase, aumenta la viscosità. |
| Composti ossigenati | Elevata acidità, corrosività, instabilità termica e polimerizzazione. |
| Idrocarburi aromatici | Odore di fumo, colore scuro, reazioni di condensazione, aumento della viscosità. |
| Residui solidi | Intasano i filtri, abbassano la qualità, riducono la densità energetica. |
| Alto contenuto di zolfo | Corrosività, emissioni nocive, problemi ambientali. |
| Instabilità ossidativa | Polimerizzazione, aumento della viscosità, durata di conservazione limitata. |
| Rischi per la salute e la sicurezza | Corrosivo, fumi pericolosi, instabilità termica. |
| Immiscibilità con i combustibili | Richiede un ulteriore trattamento per la compatibilità con i combustibili fossili. |
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