Pyrolyse ist ein Prozess, bei dem Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff thermisch zersetzt wird. Bei diesem Prozess entstehen verschiedene Brenngase, darunter Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2), Wasserstoff (H2) und andere flüchtige organische Verbindungen wie Methan (CH4). Diese Gase werden durch verschiedene chemische Reaktionen während des Pyrolyseprozesses gebildet.
Die 4 wichtigsten Gase aus der Pyrolyse von Biomasse erklärt
Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2)
Kohlenmonoxid (CO) ist ein Nebenprodukt der unvollständigen Verbrennung. Es entsteht, wenn Biomasse in Abwesenheit von ausreichend Sauerstoff erhitzt wird. CO ist ein giftiges Gas, kann aber in bestimmten Anwendungen als Brennstoff verwendet werden.
Kohlendioxid (CO2) ist ein Treibhausgas, das sowohl bei vollständigen als auch bei unvollständigen Verbrennungsprozessen entsteht. Bei der Pyrolyse entsteht CO2 bei der thermischen Zersetzung und Entgasung von Biomasse.
Wasserstoff (H2)
Wasserstoff (H2) ist ein leicht entzündliches Gas und ein sauber brennender Brennstoff. Bei der Pyrolyse wird Wasserstoff hauptsächlich durch die Dehydrierung von Biomassebestandteilen erzeugt. Die Zugabe von Dolomit als Katalysator kann die Ausbeute an Wasserstoff erhöhen.
Wasserstoff ist in verschiedenen Anwendungen wertvoll, unter anderem in Brennstoffzellen und als Bestandteil von Synthesegas, das zur Stromerzeugung und in Verbrennungsmotoren verwendet werden kann.
Synthesegas und andere Gase
Synthesegas ist ein Gemisch, das hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht. Es ist ein wichtiges Produkt der Pyrolyse von Biomasse. Die Zusammensetzung und Ausbeute von Synthesegas kann durch Faktoren wie die Pyrolysetemperatur und das Vorhandensein von Katalysatoren wie Dolomit beeinflusst werden.
Höhere Temperaturen begünstigen im Allgemeinen die Erzeugung von Synthesegas, da sie die Zersetzung von Teer und das Cracken flüchtiger Stoffe fördern. Synthesegas kann auch geringe Mengen an Stickstoff, Wasser, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen und anderen Verunreinigungen enthalten.
Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und andere Produkte
Zusätzlich zu den erwähnten Gasen entstehen bei der Pyrolyse auch flüchtige organische Verbindungen, die beim Abkühlen zu Flüssigkeiten wie Ölen, Wachsen und Teeren kondensieren können. Diese flüssigen Produkte können als Brennstoffe verwendet oder zu wertvollen Chemikalien weiterverarbeitet werden.
Der feste Rückstand aus der Pyrolyse, die so genannte Biokohle, kann ebenfalls für verschiedene Anwendungen genutzt werden, z. B. zur Bodenverbesserung und Kohlenstoffspeicherung.
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