Technisches Team · Kintek Solution

Bei der langsamen Pyrolyse handelt es sich um einen thermischen Zersetzungsprozess, der in einer sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Umgebung durchgeführt wird, in der Regel bei Heizraten zwischen 1 und 30 °C min-¹.Durch die Verwendung niedrigerer Temperaturen (um 400 °C) und längerer Verweilzeiten (mehrere Stunden) soll die Produktion von Biokohle, einem festen Rückstand, maximiert werden.Das Verfahren beginnt mit der Vorbereitung der Biomasse, z. B. durch Trocknung und mechanische Zerkleinerung, gefolgt von der Zuführung der Biomasse in einen Pyrolysereaktor.Die Wärme wird von außen zugeführt, häufig durch die Verbrennung der erzeugten Gase oder die teilweise Verbrennung des Ausgangsmaterials.Durch den Pyrolyseprozess wird die Biomasse in Biokohle, Bioöl und Synthesegas aufgespalten.Die Biokohle setzt sich am Boden des Reaktors ab, während die Gase und Flüssigkeiten abgeschreckt werden, um Bioöl zu bilden.Nicht kondensierbares Synthesegas wird häufig recycelt, um Wärme für den Prozess bereitzustellen, was ihn energieeffizient und umweltfreundlich macht.

Die wichtigsten Punkte erklärt:

1. Umwelt und Heizkosten:

   • Die langsame Pyrolyse findet in einer sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Umgebung statt, um Verbrennung und Nebenreaktionen zu vermeiden.
   • Die Erhitzungsraten sind relativ niedrig, typischerweise zwischen 1 und 30 °C min-¹, was eine kontrollierte Zersetzung der Biomasse ermöglicht.

2. Temperatur und Verweilzeit:

   • Im Vergleich zu anderen Pyrolyseverfahren wird das Verfahren bei niedrigeren Temperaturen (etwa 400 °C) durchgeführt.
   • Längere Verweilzeiten (mehrere Stunden) werden verwendet, um die Produktion von Biokohle, einem festen kohlenstoffreichen Material, zu maximieren.

3. Vorbereitung der Biomasse:

   • Biomasse, wie z. B. Holz, wird zunächst durch Trocknung und mechanische Zerkleinerung (Brechen oder Mahlen) vorbereitet.
   • Dieser Schritt gewährleistet eine gleichmäßige Erhitzung und eine effiziente Zersetzung während der Pyrolyse.

4. Pyrolyse-Reaktor:

   • Die aufbereitete Biomasse wird in einen Pyrolysereaktor geleitet, wo sie kontrollierter Hitze ausgesetzt wird.
   • Der Reaktor wird in der Regel bei Atmosphärendruck betrieben, und die Wärme wird von außen zugeführt, häufig durch die Verbrennung der erzeugten Gase oder die teilweise Verbrennung des Ausgangsmaterials.

5. Zersetzung und Nebenprodukte:

   • Wenn sich die Biomasse erhitzt, wird sie thermisch zersetzt und in kleinere Moleküle zerlegt.
   • Die wichtigsten Nebenprodukte sind Biokohle (fest), Bioöl (flüssig) und Synthesegas (gasförmig).
   • Die Biokohle setzt sich am Boden des Reaktors ab, während die Gase und Flüssigkeiten gequencht werden, um Bioöl zu bilden.

6. Abschreckung und Abtrennung:

   • Die bei der Pyrolyse entstehenden Gase und Flüssigkeiten werden gequencht (schnell abgekühlt), um das Bioöl zu kondensieren.
   • Nicht kondensierbares Synthesegas wird häufig in die Verbrennungskammer zurückgeführt, um Wärme für den Prozess zu liefern und die Energieeffizienz zu erhöhen.

7. Vorteile für die Umwelt:

   • Bei der langsamen Pyrolyse wird im Vergleich zur Verbrennung weitaus weniger CO₂ freigesetzt, so dass es sich um einen umweltfreundlicheren Prozess handelt.
   • Die erzeugte Biokohle kann als Bodenverbesserungsmittel verwendet werden, um die Bodengesundheit zu verbessern und Kohlenstoff zu binden.

8. Industrielle Anwendung:

   • In der Industrie umfasst das Verfahren zusätzliche Schritte wie Vorbehandlung (Trocknung und Zerkleinerung), Pyrolyse, Austragung (Kühlung der Biokohle) und Entstaubung (Reinigung des Abgases zur Reduzierung von Schadstoffen).
   • Das Verfahren ist skalierbar und kann für verschiedene Arten von Biomasse, einschließlich landwirtschaftlicher Rückstände und organischer Abfälle, angepasst werden.

9. Energie-Effizienz:

   • Durch die Rückführung von Synthesegas zur Bereitstellung von Wärme für den Prozess wird die langsame Pyrolyse energieeffizient.
   • Dieses geschlossene Kreislaufsystem minimiert den externen Energiebedarf und senkt die Gesamtbetriebskosten.

10. Anwendungen von Nebenprodukten:

    • Biokohle:Wird als Bodenverbesserungsmittel verwendet, um die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern und Kohlenstoff zu binden.
    • Bio-Öl:Kann raffiniert und als erneuerbarer Brennstoff oder chemischer Rohstoff verwendet werden.
    • Syngas:Wird oft zur Erzeugung von Wärme oder Strom verwendet oder im Pyrolyseprozess wiederverwertet.

Durch die Befolgung dieser Schritte wandelt die langsame Pyrolyse Biomasse effektiv in wertvolle Nebenprodukte um und minimiert gleichzeitig die Umweltbelastung und maximiert die Energieeffizienz.

Zusammenfassende Tabelle:

Hauptaspekt	Einzelheiten
Umgebung	Sauerstoffbegrenzt oder sauerstofffrei, um Verbrennung und Nebenreaktionen zu vermeiden.
Heizraten	1 bis 30 °C min-¹ für kontrollierte Zersetzung.
Temperatur	Etwa 400 °C für eine optimale Biokohleproduktion.
Verweilzeit	Mehrere Stunden zur Maximierung der Biokohleausbeute.
Vorbereitung der Biomasse	Trocknung und mechanische Zerkleinerung (Quetschen/Mahlen).
Nebenerzeugnisse	Biokohle (fest), Bioöl (flüssig) und Synthesegas (gasförmig).
Vorteile für die Umwelt	Niedrige CO₂-Emissionen, Biokohle verbessert die Bodengesundheit und bindet Kohlenstoff.
Energie-Effizienz	Syngas-Recycling minimiert den externen Energiebedarf.
Industrielle Anwendungen	Skalierbar für landwirtschaftliche Rückstände, organische Abfälle und mehr.

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