Die Pyrolyse ist ein thermischer Zersetzungsprozess, der in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet.
Er führt zur Zersetzung organischer Materialien in verschiedene Produkte, darunter Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase.
Die verschiedenen Arten der Pyrolyse können nach der Art des Prozesses, den beteiligten Materialien und den spezifischen Bedingungen wie Temperatur und Zeit unterschieden werden.
10 Schlüsselarten der Pyrolyse erklärt
1. Verkohlung
Hierbei handelt es sich um die vollständige Pyrolyse von organischem Material.
Dabei entsteht in der Regel ein fester Rückstand, der hauptsächlich aus elementarem Kohlenstoff besteht.
2. Methan-Pyrolyse
Bei diesem Verfahren wird Methan direkt in Wasserstoff und festen Kohlenstoff umgewandelt.
Dabei werden häufig Katalysatoren aus geschmolzenem Metall verwendet.
3. Wasserhaltige Pyrolyse
Diese Art der Pyrolyse findet in Gegenwart von überhitztem Wasser oder Dampf statt.
Dabei entstehen Wasserstoff und erhebliche Mengen an Kohlendioxid.
4. Trockene Destillation
Wurde früher bei der Herstellung von Schwefelsäure aus Sulfaten verwendet.
Bei diesem Verfahren werden die Materialien unter Ausschluss von Feuchtigkeit erhitzt.
5. Zerstörende Destillation
Wird häufig bei der Herstellung von Holzkohle, Koks und Aktivkohle verwendet.
Bei diesem Verfahren werden organische Stoffe erhitzt, um nützliche Nebenprodukte zu erzeugen.
6. Holzkohleverbrennung
Die direkte Herstellung von Holzkohle durch kontrollierte Pyrolyse.
7. Teerherstellung
Erfolgt durch die destruktive Destillation von Holz in Teeröfen.
Dabei entsteht Teer als Hauptprodukt.
8. Karamellisierung
Die Pyrolyse von Zuckern.
Häufig bei Kochprozessen anzutreffen.
9. Hochtemperatur-Kochverfahren
Wie Braten, Frittieren, Toasten und Grillen.
Diese Verfahren beinhalten die Pyrolyse von Lebensmittelbestandteilen.
10. Cracken
Ein Prozess bei der Ölraffination.
Schwere Kohlenwasserstoffe werden durch Pyrolyse in leichtere aufgespalten.
Hauptkategorien der Pyrolyse
1. Langsame Pyrolyse
Die Pyrolyse erfolgt über lange Zeiträume, manchmal mehrere Tage.
Sie erfolgt bei relativ niedrigen Temperaturen (bis zu 500 °C) und langsamen Erhitzungsraten.
Diese Methode wird hauptsächlich zur Herstellung von Holzkohle und Teer verwendet.
Neuere industrielle Anwendungen konzentrieren sich auf die Herstellung von Biokohle und die Nutzung von Bioöl und Biogas als Energiequellen.
2. Schnelle Pyrolyse
Sie zeichnet sich durch höhere Temperaturen und kürzere Verweilzeiten aus.
Sie zielt darauf ab, die Produktion von Gasen und Ölen zu maximieren.
3. Ultraschnelle (Flash-)Pyrolyse
Ähnlich der Schnellpyrolyse, jedoch mit noch höheren Heizraten und kürzeren Verweilzeiten.
Sie steigert die Ausbeute an Gasen und Ölen weiter.
Terminologie und Klassifizierung
Die Pyrolyse unterscheidet sich von anderen Hochtemperaturverfahren wie Verbrennung und Hydrolyse.
Bei ihr finden keine Reaktionen mit Sauerstoff oder Wasser statt.
Allerdings ist es praktisch unmöglich, eine völlig sauerstofffreie Umgebung zu schaffen.
Daher kommt es in Pyrolysesystemen zwangsläufig zu einer gewissen Oxidation.
Das Verfahren wird auch von der Vergasung unterschieden.
Bei der Vergasung werden kohlenstoffhaltige Materialien vollständig in hauptsächlich gasförmige Produkte umgewandelt, oft unter Zugabe von Dampf.
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