Le unità di pirolisi sono classificate in base al tipo di processo di pirolisi e al design dei reattori di pirolisi.
I processi di pirolisi possono essere ampiamente classificati in pirolisi lenta e pirolisi veloce.
Ogni tipo produce prodotti diversi e richiede durate diverse.
I reattori di pirolisi variano per caratteristiche progettuali e operative, influenzando l'efficienza e la resa del processo di pirolisi.
Tipi di processi di pirolisi
1. Pirolisi lenta
Questo processo richiede diverse ore per essere completato e produce principalmente biochar.
È caratterizzato da una lenta velocità di riscaldamento e da un lungo tempo di permanenza della biomassa.
Ciò consente la produzione di carbone di alta qualità.
2. Pirolisi rapida
È il sistema di pirolisi più diffuso, che si completa in pochi secondi.
È progettato per massimizzare la produzione di bio-olio, con una resa di circa il 60%.
Oltre al 20% di biochar e al 20% di syngas, la pirolisi rapida comprende vari sistemi come la pirolisi a letto fisso a nucleo aperto, la pirolisi rapida ablativa, la pirolisi rapida ciclonica e la pirolisi rapida a nucleo rotante.
Tipi di reattori di pirolisi
1. Reattori a letto fisso
Sono semplici e affidabili, tipicamente utilizzati per la produzione di carbone di legna.
Funzionano con un'elevata conservazione del carbonio, una bassa velocità del gas e un lungo tempo di permanenza del solido.
Tuttavia, sono soggetti alla formazione di catrame, che può essere mitigata attraverso tecniche di conversione termica e catalitica.
2. Pirolizzatori a letto fluido a bolle d'aria
Questi reattori sono noti per la loro grande capacità di accumulo del calore, l'eccellente controllo della temperatura e le buone caratteristiche di trasferimento del calore.
Consentono di controllare i tempi di permanenza dei vapori e dei solidi grazie alla portata del gas di fluidizzazione e utilizzano il carbone come catalizzatore nel cracking dei vapori.
3. Reattori a letto fluido circolante
Simili ai letti fluidizzati a gorgogliamento, ma con solidi fatti circolare continuamente ad alta velocità, migliorando il trasferimento di calore e massa.
4. Reattori a cilindro rotante
Si tratta di un tamburo rotante che garantisce una miscelazione continua della biomassa, assicurando un riscaldamento e una pirolisi uniformi.
5. Reattori ciclonici
Utilizzano il movimento ciclonico per migliorare il trasferimento di calore e l'efficienza della reazione, particolarmente adatti per i processi di pirolisi rapida.
6. Reattori a cono rotante
Questi reattori utilizzano una forma conica per facilitare il movimento e il riscaldamento della biomassa, spesso utilizzati in sistemi di pirolisi continua.
Design dei reattori di pirolisi
Design a testa piatta
Comune nei sistemi di pirolisi più semplici, offre una costruzione semplice ma può compromettere la resistenza alla pressione.
Design a testa conica
Offre una migliore integrità strutturale sotto pressione ed è adatto per applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione.
Design della testa ellissoidale
Offre la migliore resistenza alla pressione ed è comunemente utilizzata nei reattori di pirolisi ad alta efficienza.
Ogni tipo di unità di pirolisi e di reattore ha applicazioni ed efficienze specifiche, a seconda della produzione desiderata e dei vincoli operativi.
La scelta dell'unità di pirolisi e del tipo di reattore è fondamentale per ottimizzare il processo di pirolisi per materiali e prodotti finali specifici.
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