I liquidi di pirolisi sono una miscela complessa di varie sostanze.
Queste includono idrocarburi ossigenati, acqua e potenzialmente carbone solido.
Il contenuto di acqua nei liquidi di pirolisi varia in genere dal 20 al 30% in peso.
Questo intervallo dipende dal metodo di produzione utilizzato.
I liquidi di pirolisi possono essere considerati microemulsioni.
Una fase acquosa continua stabilizza una fase discontinua di macromolecole di lignina pirolitica.
Questa stabilizzazione avviene attraverso meccanismi come il legame a idrogeno.
Composizione dettagliata:
1. Idrocarburi ossigenati
Gli idrocarburi ossigenati comprendono composti alifatici e aromatici.
Questi composti includono anche fenoli, aldeidi, levoglucosano, idrossiacetaldeide e catene di idrocarburi.
Questi composti derivano dalla decomposizione dell'olocellulosa durante la pirolisi.
2. L'acqua
L'acqua è presente sia dall'umidità originale della biomassa sia come prodotto di reazione durante la pirolisi.
Il contenuto di acqua influenza le proprietà dell'olio di pirolisi.
Influisce sulla sua stabilità e sul suo comportamento di fase.
3. Carbone solido
Anche se non sempre presente nella fase liquida, il carbone può essere un sottoprodotto della pirolisi.
Ciò è particolarmente vero nei processi che non spengono rapidamente i vapori di pirolisi.
4. Bio-olio e catrame
Il bio-olio è composto da composti organici di peso molecolare inferiore.
È meno viscoso del catrame, che è un liquido viscoso nero o marrone scuro.
Il catrame è composto da idrocarburi e carbonio libero.
La distinzione tra bio-olio e catrame è in qualche modo arbitraria.
Alcune definizioni considerano i catrami come prodotti della pirolisi con pesi molecolari superiori al benzene.
Caratteristiche e implicazioni:
Natura della microemulsione
La fase acquosa continua contribuisce a stabilizzare l'olio.
Ciò influisce sulla stabilità e sulle potenziali applicazioni.
Miscibilità e solubilità
I liquidi di pirolisi sono per lo più miscibili con solventi polari come metanolo e acetone.
Tuttavia, sono immiscibili con gli oli di petrolio.
Ciò influisce sulla loro compatibilità con i sistemi di alimentazione esistenti.
Densità e contenuto energetico
L'elevata densità dei liquidi di pirolisi (circa 1,2 g/ml) rispetto all'olio combustibile leggero (circa 0,85 g/ml) comporta un contenuto energetico inferiore su base ponderale.
Ma ha un contenuto energetico più elevato su base volumetrica.
Ciò ha implicazioni per la progettazione di apparecchiature come pompe e atomizzatori in caldaie e motori.
Considerazioni industriali ed economiche:
Tecnologia di pirolisi
Lo sviluppo di tecnologie di pirolisi rapida mira a ottimizzare la produzione di liquidi utili.
Questi liquidi possono essere utilizzati come combustibili o come fonti di materie prime chimiche.
Le configurazioni dei reattori e le variabili di processo (come la temperatura, la pressione e il tempo di residenza) influenzano in modo significativo la distribuzione dei prodotti.
Purificazione e commercializzazione
Il bio-olio grezzo richiede una purificazione per soddisfare gli standard commerciali.
Ciò evidenzia l'importanza dei processi di raffinazione per la redditività economica dei liquidi di pirolisi.
In sintesi, la composizione dei liquidi di pirolisi è complessa e sfaccettata.
Coinvolge vari componenti chimici e proprietà fisiche che ne influenzano il comportamento e le applicazioni.
La comprensione di questi aspetti è fondamentale per un utilizzo e una commercializzazione efficaci dei liquidi di pirolisi.
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