La pirolisi flash è un processo di decomposizione termica rapida caratterizzato da elevate velocità di riscaldamento e brevi tempi di permanenza, utilizzato principalmente per convertire la biomassa in prodotti di valore come bio-olio, gas e carbone. Il processo opera a velocità di riscaldamento che vanno da 100 a 10.000°C/s e tempi di permanenza di 1 secondo, garantendo una rapida conversione della biomassa in prodotti utili.
Velocità di riscaldamento e tempi di permanenza:
La pirolisi flash si distingue per i suoi tassi di riscaldamento estremamente elevati, che possono variare da 100 a 10.000°C/s. Questo riscaldamento rapido è fondamentale per la decomposizione efficiente della biomassa nei suoi prodotti costitutivi. Il tempo di permanenza nel reattore è minimo, in genere inferiore a 2 secondi, il che garantisce una rapida conversione della biomassa senza una degradazione estesa o la formazione di sottoprodotti indesiderati.Prodotti e rese:
I prodotti principali della pirolisi flash includono bio-olio, gas e carbone. Le rese di questi prodotti sono tipicamente le seguenti: condensato liquido (bio-olio) ~10-20%, gas 60-80% e carbone 10-15%. L'elevata resa di gas e bio-olio rende la pirolisi flash particolarmente interessante per la produzione di energia e la generazione di materie prime chimiche.
Decomposizione della biomassa e intervalli di temperatura:
La biomassa contiene tre strutture principali di macromolecole: emicellulosa, cellulosa e lignina. Durante la pirolisi flash, questi componenti si decompongono a diversi intervalli di temperatura per produrre vari prodotti. L'emicellulosa si decompone a temperature intorno ai 200-300°C, producendo gas di sintesi e avviando la formazione di bio-olio. La cellulosa si decompone a 250-350°C, portando a una maggiore quantità di bio-olio e all'inizio della formazione di biochar. La lignina si decompone a temperature più elevate, intorno ai 300-500°C, producendo principalmente biochar.Meccanismi di trasferimento del calore:
I principali metodi di trasferimento del calore nella pirolisi flash riguardano il trasferimento di calore gas-solido per convezione e il trasferimento di calore solido-solido per conduzione. Comunemente si utilizza un reattore a letto fluido, dove circa il 90% del trasferimento di calore avviene per conduzione. Il letto fluido facilita anche l'attrito, in cui l'attrito tra la biomassa e il catalizzatore caldo erode la superficie della biomassa, esponendo materiale fresco per la reazione e mantenendo l'attività del catalizzatore.
