Il reattore di pirolisi a letto fisso è un tipo di reattore utilizzato nel processo di pirolisi, in cui la biomassa solida o altri substrati vengono decomposti termicamente per produrre bio-olio, gas e carbone. Questo reattore è caratterizzato da un design semplice in cui il substrato viene introdotto sul fondo e riscaldato, consentendo un efficiente trasferimento di calore e la decomposizione termica senza la necessità di un fluido o di un catalizzatore in molti casi.
Progettazione e funzionamento:
Il reattore di pirolisi a letto fisso è caratterizzato da un design semplice. Il substrato, spesso biomassa, viene posto sul fondo del reattore. Viene quindi applicato del calore, in genere attraverso le pareti del reattore, che trasferiscono il calore al substrato a una velocità costante. Questo trasferimento di calore avvia il processo di pirolisi, in cui la biomassa subisce una decomposizione termica, scomponendosi in prodotti gassosi, liquidi e solidi.Meccanismo di trasferimento del calore:
In un reattore a letto fisso, il trasferimento di calore avviene principalmente attraverso il materiale del letto, che trasferisce efficacemente il calore al substrato. Ciò è facilitato dall'introduzione di un gas, solitamente azoto puro, sul fondo del reattore. L'azoto serve a mantenere un'atmosfera inerte, impedendo reazioni chimiche indesiderate come la combustione o l'idrolisi. Inoltre, il gas aiuta a fluidificare le particelle del substrato e il materiale del letto, migliorando l'efficienza del trasferimento di calore.
Vantaggi e sfide:
Uno dei vantaggi principali dei reattori a letto fisso è la loro semplicità e affidabilità, che li rende adatti a substrati di dimensioni uniformi e con un basso contenuto di particelle di carbone. Questi reattori sono noti per l'elevata conservazione del carbonio, la bassa velocità del gas e il lungo tempo di permanenza dei solidi. Tuttavia, una sfida comune con i reattori a letto fisso è la formazione di catrame. I recenti progressi nella conversione termica e catalitica del catrame hanno fornito soluzioni fattibili per mitigare questo problema.Confronto con i reattori a letto fluido:
