Die Pyrolyse erfolgt in der Regel bei Temperaturen über 430 °C (800 °F) in Abwesenheit von Sauerstoff. Dieser Prozess beinhaltet die thermische Zersetzung von organischen Materialien, was zu Veränderungen der physikalischen Phase und der chemischen Zusammensetzung führt.
5 zu berücksichtigende Schlüsselfaktoren
1. Temperaturbereich
Der Pyrolyseprozess wird bei hohen Temperaturen durchgeführt, die in der Regel zwischen 400 und 800 Grad Celsius (752 bis 1472 Grad Fahrenheit) liegen.
Bei niedrigeren Temperaturen, d. h. unter 450 °C, wird hauptsächlich Biokohle gewonnen, vor allem wenn die Erhitzungsgeschwindigkeit langsam ist.
Bei höheren Temperaturen (über 800 °C) und schnellen Erhitzungsgeschwindigkeiten werden hauptsächlich Gase erzeugt.
Bei mittleren Temperaturen und relativ hohen Erhitzungsgeschwindigkeiten wird überwiegend Bioöl erzeugt.
2. Abwesenheit von Sauerstoff
Die Pyrolyse zeichnet sich dadurch aus, dass sie unter Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt werden muss.
Diese Bedingung verhindert die Verbrennung und fördert stattdessen die Zersetzung des organischen Materials in verschiedene Nebenprodukte wie flüchtige Gase, flüssige Produkte und feste Verkohlungen.
3. Prozessstufen
Der Pyrolyseprozess kann in drei Hauptstufen unterteilt werden:
Trocknung: In dieser ersten Stufe wird dem Ausgangsmaterial die Feuchtigkeit entzogen, um eine effiziente Pyrolyse zu gewährleisten und unerwünschte Reaktionen zu verhindern.
Pyrolyse: Die Kernphase, in der das getrocknete Ausgangsmaterial hohen Temperaturen ausgesetzt wird, was zur thermischen Zersetzung des organischen Materials führt.
Kondensation und Sammlung: Die letzte Stufe, in der die flüchtigen Gase und flüssigen Produkte kondensiert und gesammelt werden, während die feste Kohle ebenfalls separat gesammelt wird.
4. Produktverteilung
Die Verteilung der Pyrolyseprodukte hängt stark von Faktoren wie Temperatur, Druck und Verweilzeit der flüchtigen Stoffe in der erhitzten Zone ab.
Bei einer langsamen Pyrolyse könnte die zu erwartende Produktverteilung beispielsweise 15-30 % Holzkohle, 35-45 % Teere und Flüssigkeiten (einschließlich einer wässrigen Phase) umfassen, während der Rest als Gase entsteht.
5. Chemische Reaktionen
Bei der Pyrolyse geht der thermische Abbau von Festbrennstoffen mit dem Aufbrechen von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und der Bildung von Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen einher.
Diese chemische Umwandlung ist irreversibel und bildet die Grundlage für die Herstellung verschiedener Pyrolyseprodukte.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Pyrolyse ein komplexer thermischer Prozess ist, der bei hohen Temperaturen, insbesondere über 430 °C, in Abwesenheit von Sauerstoff abläuft und zur Zersetzung organischer Materialien in eine Vielzahl nützlicher Nebenprodukte führt. Die spezifischen Bedingungen und Parameter des Pyrolyseprozesses haben erheblichen Einfluss auf die Art und Verteilung dieser Produkte.
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