Zu den verschiedenen Reaktortypen in der Pyrolyse gehören:
1. Wirbelschichtreaktor: Dieser Reaktortyp enthält am Boden eine Schicht aus Bettmaterial, z. B. Sand, zusammen mit einer strömenden Flüssigkeit (in der Regel reiner Stickstoff), um unerwünschte Reaktionen des der Pyrolyse unterzogenen Substrats zu verhindern. Die Wärmeübertragung erfolgt durch das Bettmaterial, das die Wärme effizient auf das Substrat überträgt.
2. Festbettreaktor: In einem Festbettreaktor befindet sich die Biomasse oder das Substrat in einem festen Bett, und die Wärme für den Abbau wird von außen zugeführt. Während der Zersetzung vergrößert sich das Volumen der Bestandteile, und die zusätzlichen Gase und das Bioöl verlassen das System, während die Biokohle im Reaktor verbleibt. Dieser Reaktortyp ist für langsame Pyrolyseprozesse geeignet.
3. Zyklon-Reaktor: Zyklonreaktoren haben eine konische Form und sind für schnelle Pyrolyseverfahren geeignet. Das Inertgas strömt entlang der Rohre ein, und die Biomasse wird dem Reaktor gleichzeitig mit erhöhter Kraft zugeführt. Während die Reaktion abläuft, verlassen die abgebauten Stoffe, einschließlich Holzkohle, Bioöl und Gase, das System. Dieser Reaktortyp wird üblicherweise für die Pyrolyse von Biomasse verwendet.
4. Vakuum-Reaktor: Vakuum-Pyrolysereaktoren arbeiten unter reduzierten Druckbedingungen, wodurch die Siedepunkte der Pyrolyseprodukte gesenkt und unerwünschte Nebenreaktionen reduziert werden. Dieser Reaktortyp wird häufig für die Herstellung von hochwertigem Bioöl verwendet.
5. Zirkulierender Wirbelbettreaktor: Dieser Reaktor funktioniert ähnlich wie ein Wirbelschichtreaktor, verfügt aber über einen Kreislauf für das Bettmaterial. Das Bettmaterial wird kontinuierlich umgewälzt, wodurch die Wärmeübertragung verbessert und die Umwandlungseffizienz des Pyrolyseprozesses erhöht wird.
6. Ablativer Reaktor: In einem Ablativreaktor wird die Biomasse bei Kontakt mit einer heißen Oberfläche, in der Regel einer rotierenden Trommel oder einem Kegel, schnell erhitzt und verdampft. Dieser Reaktortyp ist für seine hohen Heizraten und kurzen Verweilzeiten bekannt, wodurch er sich für die Schnellpyrolyse eignet.
7. Schneckenreaktor: Schneckenreaktoren verwenden eine Schnecke oder einen Schneckenmechanismus, um die Biomasse während der Pyrolyse zu transportieren und zu mischen. Dieser Reaktortyp ermöglicht eine bessere Kontrolle des Pyrolyseprozesses und eignet sich für eine breite Palette von Ausgangsmaterialien.
8. Drehrohrofen-Reaktor: In einem Drehrohrofenreaktor wird die Biomasse erhitzt und pyrolysiert, während sie sich in einer zylindrischen Kammer dreht. Dieser Reaktortyp wird in der Regel für großtechnische Pyrolyseverfahren verwendet.
9. Trommelreaktor: Trommelreaktoren bestehen aus einer rotierenden Trommel oder einem Zylinder, in dem die Biomasse erhitzt und pyrolysiert wird. Die Rotation erleichtert die Wärmeübertragung und gewährleistet eine gleichmäßige Pyrolyse.
10. Röhrenreaktor: Rohrreaktoren sind lange, zylindrische Behälter, in denen die Biomasse erhitzt und pyrolysiert wird, während sie durch ein beheiztes Rohr fließt. Dieser Reaktortyp bietet eine gute Kontrolle über den Pyrolyseprozess und wird häufig für kontinuierliche Pyrolyseverfahren verwendet.
11. Heinz-Retorten-Reaktor: Heinz-Retortenreaktoren sind vertikale Behälter mit einer zentralen Heizkammer, die von einem ringförmigen Raum für die Biomasse umgeben ist. Die Wärmezufuhr erfolgt aus der zentralen Kammer, und die Pyrolyseprodukte werden im Ringraum gesammelt.
12. Wirbelreaktor: Wirbelreaktoren erzeugen eine Wirbelbewegung der Biomasse und des Wärmeträgergases, wodurch die Durchmischung und die Wärmeübertragung während der Pyrolyse verbessert werden.
13. Porenstromreaktor: Bei Flugstromreaktoren werden die Biomassepartikel in einem Hochgeschwindigkeitsgasstrom suspendiert, was zu einer schnellen Erhitzung und Pyrolyse führt. Dieser Reaktortyp wird üblicherweise für die Biomassevergasung verwendet, kann aber auch für die Pyrolyse angepasst werden.
14. Drahtgeflecht-Reaktor: Drahtgitterreaktoren bestehen aus einem Drahtgitter oder Sieb, durch das die Biomasse geleitet wird. Das Gitter bietet eine große Oberfläche für die Wärmeübertragung und fördert die schnelle Pyrolyse.
15. Batch- und Semi-Batch-Reaktoren: Diese Reaktoren arbeiten im Batch- oder Semi-Batch-Verfahren, bei dem eine feste Menge Biomasse in den Reaktor gefüllt, pyrolysiert und dann entladen wird, bevor die nächste Charge verarbeitet wird. Dieser Reaktortyp eignet sich für Pyrolysevorgänge in kleinem Maßstab oder im Forschungsmaßstab.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Wahl des Reaktortyps von verschiedenen Faktoren abhängt, darunter der gewünschte Pyrolyseprozess, die Eigenschaften des Ausgangsmaterials, der Umfang des Betriebs und die spezifischen Anforderungen an die Produktqualität und -ausbeute.
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