Die Pyrolyse ist ein Prozess, der mit der Einwirkung von Wärme auf organische Materialien unter Ausschluss von Sauerstoff beginnt. Dies führt zu einer thermischen Zersetzung und der Aufspaltung dieser Materialien in verschiedene Produkte. Der Prozess beginnt in der Regel bei Temperaturen über 430 °C (800 °F) und beinhaltet sowohl physikalische Phasenänderungen als auch Änderungen der chemischen Zusammensetzung.
Wie beginnt die Pyrolyse? Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Einleitung der Wärmezufuhr
Die Pyrolyse beginnt mit der Einwirkung von Wärme auf das organische Material. Diese Wärme kann auf verschiedene Weise zugeführt werden, z. B. durch eine direkte Flamme, konduktive Heizung oder Strahlungsheizung. Die Anfangsphase der Erhitzung ist entscheidend, da sie die Bedingungen für die nachfolgende Zersetzung festlegt.
2. Abwesenheit von Sauerstoff
Die Abwesenheit von Sauerstoff ist ein kritischer Faktor bei der Pyrolyse. In Anwesenheit von Sauerstoff würde eine Verbrennung stattfinden, was ein anderer Prozess ist. Durch den Ausschluss von Sauerstoff wird das organische Material ohne Oxidation thermisch zersetzt, was zur Bildung anderer Produkte als bei der Verbrennung führt.
3. Thermische Zersetzung
Bei steigender Temperatur werden durch die Wärmeenergie die chemischen Bindungen im organischen Material aufgebrochen. Diese Unterbrechung führt dazu, dass langkettige Moleküle in kleinere Moleküle zerfallen. Die spezifische Temperatur, bei der die Pyrolyse einsetzt, kann je nach Zusammensetzung des Materials variieren, sie beginnt jedoch im Allgemeinen bei etwa 430 °C (800 °F).
4. Bildung von Produkten
Die thermische Zersetzung führt zur Bildung von drei Hauptproduktarten: flüchtige Gase, flüssige Produkte (wie Bioöl) und feste Holzkohle. Zu den flüchtigen Gasen gehören Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, die als Brennstoff oder für andere chemische Prozesse verwendet werden können. Bei den flüssigen Produkten handelt es sich um komplexe Mischungen organischer Verbindungen, die weiter veredelt werden können. Die feste Holzkohle ist ein kohlenstoffreicher Rückstand, der als Brennstoff oder als Bodenverbesserungsmittel verwendet werden kann.
5. Fortführung und Kontrolle der Pyrolyse
Sobald die Pyrolyse eingeleitet ist, kann sie durch die Einstellung von Temperatur, Druck und Verweilzeit des Materials im Pyrolysereaktor gesteuert werden. Diese Parameter beeinflussen den Ertrag und die Qualität der Produkte. So können beispielsweise höhere Temperaturen und längere Verweilzeiten zu einer vollständigeren Zersetzung und einer höheren Ausbeute an gasförmigen und flüssigen Produkten führen.
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