Bei der Pyrolyse von Holz entsteht eine Vielzahl von Emissionen, darunter leichte Gase, flüchtige organische Verbindungen (VOC) und feste Rückstände. Das Verständnis dieser Emissionen ist entscheidend für eine effektive Steuerung des Prozesses.
3 Hauptemissionen erklärt
1. Leichte Gase
Während des Pyrolyseprozesses wird das Holz unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt. Dies führt zur thermischen Zersetzung seiner organischen Bestandteile. Dabei werden leichte Gase wie Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) freigesetzt. Kohlenmonoxid entsteht, wenn nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, um den gesamten Kohlenstoff im Holz in Kohlendioxid umzuwandeln. Kohlendioxid hingegen entsteht, wenn der Kohlenstoff im Holz mit Sauerstoff reagiert.
2. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs)
Neben den leichten Gasen entstehen bei der Holzpyrolyse auch eine Reihe flüchtiger organischer Verbindungen. Dazu gehören leichte Alkohole, Aldehyde, Ketone und organische Säuren. Die spezifischen Verbindungen hängen von der Temperatur und der Dauer des Pyrolyseprozesses ab. Die Zellulose im Holz kann sich beispielsweise zu Levoglucosan zersetzen, während aus Lignin phenolische Verbindungen entstehen können. Hemizellulose zersetzt sich zu Furfuralen.
3. Feste Rückstände (Holzkohle oder Biokohle)
Bei den festen Rückständen aus der Holzpyrolyse handelt es sich in erster Linie um Holzkohle oder Biokohle, die reich an Kohlenstoff ist. Diese Holzkohle hat einen höheren Kohlenstoffgehalt (75-90 %) als das ursprüngliche Holz (40-50 % Kohlenstoff) und ist nahezu schwefelfrei. Die Holzkohle wird traditionell als Brennstoff in landwirtschaftlichen Gemeinden und in der Vergangenheit in der Stahlproduktion verwendet. Je nach den spezifischen Bedingungen der Pyrolyse kann sie auch einige Verunreinigungen, wie z. B. aromatische Verbindungen, enthalten.
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