La pirolisi della biomassa è un processo guidato dal calore, che provoca la decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno.
Questo processo coinvolge meccanismi primari e secondari che portano alla produzione di biochar, bioolio e gas come metano, idrogeno, monossido di carbonio e anidride carbonica.
5 meccanismi chiave spiegati
1. Formazione del carbone
All'inizio del processo di pirolisi, la biomassa viene riscaldata, portando alla formazione di anelli di benzene.
Questi anelli si combinano per formare un residuo solido noto come carbone, che è una struttura policiclica aromatica.
Questo processo rilascia anche acqua o gas incondensabile.
2. Depolimerizzazione
La depolimerizzazione comporta la rottura dei legami chimici all'interno dei polimeri della biomassa durante il riscaldamento.
Questa fase è fondamentale per il rilascio di composti volatili.
3. Frammentazione
La frammentazione scompone ulteriormente la biomassa in particelle più piccole.
Ciò facilita il rilascio di sostanze volatili e la formazione di carbone.
4. Incrinatura
I composti volatili instabili subiscono ulteriori reazioni, scomponendosi in molecole più piccole.
5. Ricombinazione
Alcune delle molecole più piccole possono ricombinarsi per formare composti più complessi.
Dalle reazioni secondarie dei composti volatili possono formarsi ulteriori carboni.
Il tipo e la resa dei prodotti (biochar, bioolio e gas) dipendono dalle condizioni operative, in particolare dalla temperatura e dal tempo di permanenza.
A basse temperature (meno di 450°C), il prodotto principale è il biochar.
A temperature elevate (superiori a 800°C), il prodotto principale è il gas.
A temperature intermedie il prodotto principale è il bio-olio.
Questo processo termico è fondamentale per entrambi i processi di combustione e gassificazione e si verifica naturalmente entro i primi due secondi di riscaldamento della biomassa.
L'assenza di ossigeno durante la pirolisi impedisce la combustione, consentendo la produzione di prodotti ricchi di energia come il biochar e il biogas.
L'energia necessaria per il processo è spesso fornita dalla combustione dei prodotti gassosi della reazione, rendendo il processo autosufficiente in condizioni controllate.
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