Il gas di pirolisi della biomassa è una miscela complessa che si forma attraverso il cracking e la decomposizione di grandi molecole durante le fasi iniziali della pirolisi.
4 Componenti chiave del gas di pirolisi della biomassa
1. Anidride carbonica (CO2) e monossido di carbonio (CO)
L'anidride carbonica e il monossido di carbonio si formano attraverso la decomposizione termica di componenti della biomassa come la cellulosa, l'emicellulosa e la lignina.
Queste reazioni comportano la rottura dei legami chimici all'interno della struttura della biomassa, che poi si ricombinano per formare CO2 e CO.
Ad esempio, le reazioni C + O2 = CO2 (Equazione 1) e C + ½O2 = CO (Equazione 2) descrivono la formazione di questi gas dal carbonio della biomassa.
2. Idrogeno (H2)
L'idrogeno viene prodotto durante il processo di pirolisi attraverso varie reazioni, tra cui l'interazione del carbonio con l'acqua (C + H2O = CO + H2, Equazione 4) e la decomposizione degli idrocarburi.
La presenza di idrogeno nel gas di pirolisi è fondamentale in quanto contribuisce al potere calorifico del gas ed è un componente chiave nella sintesi di altri prodotti chimici.
3. Idrocarburi a basso numero di carbonio
Comprendono il metano (CH4) e altri idrocarburi leggeri.
Il metano si forma attraverso la reazione del carbonio con l'idrogeno (C + 2H2 = CH4, equazione 7).
La formazione di questi idrocarburi è influenzata dalle condizioni di pirolisi, come la temperatura e il tempo di permanenza.
4. Ossido di azoto (NOx) e ossido di zolfo (SOx)
Questi composti derivano dall'azoto e dallo zolfo presenti nella biomassa di partenza.
Durante la pirolisi, questi elementi vengono rilasciati e possono formare ossidi a seconda delle condizioni di reazione.
La presenza di questi ossidi nel gas di pirolisi può influire sull'impatto ambientale e sull'efficienza energetica.
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La resa e la composizione del gas di pirolisi possono variare in modo significativo a seconda del tipo di biomassa, delle condizioni di pretrattamento, della temperatura di pirolisi, della velocità di riscaldamento e del tipo di reattore.
In genere, la resa dei prodotti gassosi varia dal 12 al 15 % in peso della biomassa totale.
La comprensione e il controllo di questi parametri possono aiutare a ottimizzare la produzione di gas di pirolisi per varie applicazioni, tra cui la produzione di energia e la sintesi chimica.
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