Bei der Herstellung von Bioöl aus Biomasse durch Pyrolyse wird die Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff hohen Temperaturen ausgesetzt.
Bei diesem Verfahren wird die Biomasse in Gas, feste Kohle und flüssige Produkte umgewandelt.
Das flüssige Produkt, das als Bioöl oder Pyrolyseöl bezeichnet wird, hat in der Regel eine braune, dunkelrote oder schwarze Farbe und eine Dichte von etwa 1,2 kg/Liter.
7 wichtige Punkte zum Verständnis
1. Zusammensetzung von Bio-Öl
Bioöl besteht hauptsächlich aus sauerstoffhaltigen Verbindungen, die zu seiner hohen thermischen Instabilität und seinem niedrigen Heizwert beitragen.
2. Inkompatibilität mit Motorkraftstoff
Bioöl kann in seiner Rohform nicht als Motorkraftstoff verwendet werden.
3. Herstellungsverfahren
Die Herstellung von Bioöl erfolgt durch die gleichzeitige Fragmentierung und Depolymerisation von Zellulose, Hemizellulose und Lignin während der Schnellpyrolyse von Biomasse.
Die schnelle Erhitzung der Biomasse und das schnelle Abschrecken des entstehenden Dampfes führen zur Bildung von Bioöl.
4. Ausbeute und Zusammensetzung
Die Ausbeute an Bioöl aus der Schnellpyrolyse liegt je nach Reaktionsbedingungen typischerweise zwischen 50 und 70 Gew.-% auf Basis der trockenen Biomasse.
Bioöl hat einen hohen Wassergehalt und enthält Hunderte von organischen Komponenten, darunter Säuren, Alkohole, Ketone, Furane, Phenole, Ether, Ester, Zucker, Aldehyde, Alkene, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen.
5. Instabilität und Alterung
Bioöl ist selbst bei Raumtemperatur sehr instabil, was auf das Vorhandensein reaktiver Moleküle und oligomerer Spezies mit einem Molekulargewicht von mehr als 5000 zurückzuführen ist.
Es unterliegt auch einer Alterung, die zur Bildung von mehr Wasser, höherer Viskosität und Phasentrennung führt.
6. Notwendigkeit der Veredelung
Daher muss Bioöl aufbereitet werden, bevor es als Motorkraftstoff verwendet werden kann.
7. Zielsetzung und Herausforderungen
Ziel der Bioölproduktion ist es, einen Kraftstoff zu entwickeln, der Rohöl als Ausgangsmaterial für den Einsatz im Verkehr ersetzen kann.
Die Ausbeute und die Eigenschaften des Bioöls sind jedoch sehr unterschiedlich und hängen von den Prozessbedingungen ab.
Es wurden Anstrengungen unternommen, um die Qualität des Bioöls zu verbessern, indem der Sauerstoffgehalt auf weniger als 25 Gew.-% gesenkt wurde, was eine leichtere Trennung ermöglicht und die Qualität des Öls verbessert.
Diese Verbesserung geht jedoch auf Kosten einer geringeren Ausbeute an nutzbarem Kohlenstoff.
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