L'olio di pirolisi rapida è una miscela complessa composta principalmente da idrocarburi ossigenati e acqua.
Contiene anche componenti aggiuntivi come carbone solido e vari gas.
Il contenuto di acqua nell'olio di pirolisi varia in genere dal 20 al 30 percento in peso (wt-%), a seconda del processo di produzione.
L'olio può essere considerato una microemulsione, in cui una soluzione acquosa di prodotti di decomposizione dell'olocellulosa costituisce la fase continua.
Questa fase continua stabilizza una fase discontinua di macromolecole di lignina pirolitica attraverso meccanismi come il legame a idrogeno.
Qual è la composizione dell'olio di pirolisi rapida? (4 componenti chiave spiegati)
1. Idrocarburi ossigenati
I costituenti principali dell'olio di pirolisi sono gli idrocarburi ossigenati.
Questi derivano dalla decomposizione di componenti della biomassa come emicellulosa, cellulosa e lignina.
Questi composti comprendono una varietà di molecole organiche che sono vapori condensabili formati durante il rapido riscaldamento della biomassa a circa 500°C in assenza di ossigeno.
2. L'acqua
Il contenuto di acqua nell'olio di pirolisi deriva sia dall'umidità originale della biomassa sia dall'acqua prodotta durante le reazioni di pirolisi.
Quest'acqua è parte integrante della formazione della struttura a microemulsione dell'olio, contribuendo alla stabilizzazione dei suoi componenti.
3. Carbone solido
Il carbone, un sottoprodotto della pirolisi, contiene carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto.
La sua presenza nell'olio di pirolisi dipende dalle condizioni di pirolisi e può variare dal 10 al 20 wt-%.
Il carbone si forma a causa della decomposizione incompleta della biomassa durante il processo di pirolisi.
4. Gas
La pirolisi rapida produce anche vari gas, tra cui metano, idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica e idrocarburi leggeri.
Questi gas costituiscono in genere il 15-35% dei prodotti della pirolisi e possono essere utilizzati come combustibile per sostenere il processo di pirolisi.
Caratteristiche dell'olio di pirolisi
Aspetto fisico
L'olio di pirolisi grezzo è di colore marrone scuro e ricorda da vicino la composizione elementare della biomassa da cui è stato ricavato.
Proprietà chimiche
L'olio ha un pH basso, un basso potere calorifico, una scarsa volatilità, un'alta viscosità e un elevato contenuto di ossigeno.
Queste proprietà possono essere migliorate attraverso la pirolisi catalitica.
Distribuzione del prodotto
Nella pirolisi rapida, la distribuzione tipica del prodotto è di circa il 75 % in peso di bio-olio, il 12 % di carbone e il 13 % di gas.
Considerazioni sul processo
Velocità di riscaldamento e spegnimento
La pirolisi rapida comporta un rapido riscaldamento delle particelle di biomassa e un rapido spegnimento dei vapori di pirolisi per condensare efficacemente il bio-olio.
Questo processo è fondamentale per massimizzare la resa di bio-olio.
Uso dei catalizzatori
L'uso di catalizzatori durante la pirolisi può migliorare la qualità del bio-olio, migliorandone le proprietà e riducendo la formazione di sottoprodotti indesiderati come il coke, che può disattivare il catalizzatore.
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