Für die Beheizung von Wirbelschichten in Pyrolyseprozessen werden in erster Linie sprudelnde Wirbelschichten und zirkulierende Wirbelschichten verwendet. Diese Systeme bieten eine effiziente Wärmeübertragung, eine gute Temperaturkontrolle und einen effektiven Gas-Feststoff-Kontakt, was für die Pyrolyse von Biomasse und anderen partikelförmigen Substraten entscheidend ist.
Sprudelnde Wirbelschicht-Pyrolyseure:
In einem Wirbelschichtpyrolyseur wird die Erwärmung durch Einleiten eines Gases, in der Regel reiner Stickstoff, unter Druck am Boden des Reaktors erreicht. Dieses Gas hat zwei Hauptfunktionen: Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre, um unerwünschte chemische Reaktionen zu verhindern, und Verwirbelung der Partikel des Substrats und des Bettmaterials zur Verbesserung der Wärmeübertragungseffizienz. Das Wirbelbett ermöglicht eine intensive Durchmischung, was zu einer großen Wärmespeicherkapazität und hervorragenden Wärmeübertragungseigenschaften führt. Die Verweilzeit von Dämpfen und Feststoffen wird durch den Durchsatz des Wirbelgases gesteuert, und die Holzkohle wirkt als Katalysator bei der Spaltung der Dämpfe, die dann durch Entrainmentprozesse aufgefangen werden.Zirkulierendes Wirbelbett:
Das zirkulierende Wirbelbett funktioniert anders, indem ein Wärmeträger in einem externen Kreislauf rezirkuliert wird. Der Pyrolysereaktor befindet sich im Steigrohr, und die verbleibende Kohle wird in der Wirbelschicht in Gegenwart des Wärmeträgers verbrannt. Dieser Aufbau ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung und kann für größere Betriebsgrößen ausgelegt werden. Der Wärmeträgerkreislauf kann in das System integriert werden, je nach den spezifischen Anforderungen an die Wärmeübertragung auf das Wirbelbett.
