Biomassereaktoren, insbesondere solche für die Pyrolyse, wandeln Biomasse unter kontrollierten Bedingungen, die die Anwesenheit von Sauerstoff ausschließen oder minimieren, thermochemisch in verschiedene nützliche Produkte wie Holzkohle, Flüssigkeit und Gas um.
Dieser Prozess ist von entscheidender Bedeutung für die Verringerung des Volumens der Biomasse, die Erleichterung ihrer Lagerung und ihres Transports sowie die Gewinnung wertvoller Chemikalien aus Bioöl.
Wie funktioniert ein Biomassereaktor? - 5 wichtige Punkte erklärt
1. Reaktortypen und Aufbau
Es gibt verschiedene Arten von Biomasse-Pyrolysereaktoren, z. B. Festbettreaktoren, Wirbelschichtreaktoren, Drehrohrreaktoren und andere.
Jeder Reaktortyp ist für bestimmte Bedingungen ausgelegt und erzeugt unterschiedliche Erträge und Qualitäten von Endprodukten.
Wirbelschichtreaktoren beispielsweise verwenden einen inerten Feststoff wie Sand als Energieträger, der sich ideal zur schnellen Erhitzung von Biomasse eignet, um die Ausbeute an Gas oder flüssigen Produkten zu maximieren.
2. Betrieb und Steuerung
Die Reaktoren können je nach Größe des Prozesses und der gewünschten Produkte entweder im Batch- oder im kontinuierlichen Modus betrieben werden.
Sie sind mit Systemen zur Steuerung von Temperatur und Verweilzeit ausgestattet, die entscheidende Parameter für das Ergebnis des Pyrolyseprozesses sind.
Bei einem Biokohlereaktor beispielsweise ist das Vorheizen von entscheidender Bedeutung, und der Prozess besteht darin, dass Biomasse in den Reaktor eingespeist wird, der dann innerhalb einer bestimmten Zeit Holzkohle und andere Nebenprodukte erzeugt.
3. Verwertung der Nebenprodukte
Bei der Pyrolyse entstehen erhebliche Mengen an Biogas.
Dieses Gas wird durch Systeme wie Zyklonstaubabscheider und Sprühstaubabscheider verarbeitet, bevor es in ein Kondensatorsystem gelangt, um Teer und Holzessig zu extrahieren.
Das verbleibende brennbare Gas wird häufig als Brennstoff zur Beheizung des Reaktors wiederverwendet, was eine Form der Energieeffizienz und des geschlossenen Kreislaufs darstellt.
4. Mechanisch unterstützte Pyrolyse
Einige Reaktoren nutzen mechanische Kräfte, um die Biomasse gegen heiße Oberflächen zu drücken und so die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Diese als ablative Pyrolyse bezeichnete Methode ist nicht durch die Wärmeübertragung durch die Biomassepartikel begrenzt und ermöglicht die Verwendung größerer Partikel.
Dieser Ansatz vereinfacht den Prozess, da kein Wärmeträgerkreislauf und kein Inertgas benötigt werden, wodurch die Ausrüstung kompakter und das Reaktionssystem intensiver wird.
5. Ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen
Die Pyrolyse von Biomasse hilft nicht nur bei der Umwandlung von Biomasse in wertvolle Produkte, sondern trägt auch zur ökologischen Nachhaltigkeit bei, indem sie den Bedarf an Lagerung und Transport von Biomasse verringert.
Darüber hinaus erhöht die Gewinnung hochwertiger Chemikalien aus Bioöl die wirtschaftliche Rentabilität des Prozesses.
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