Pyrolyseöl ist ein komplexes Gemisch, das in erster Linie aus sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen und Wasser besteht, mit zusätzlichen Bestandteilen wie fester Kohle.
Es entsteht durch den Prozess der Pyrolyse, bei dem Biomasse in einer sauerstoffarmen Umgebung schnell erhitzt und dann schnell abgeschreckt wird, um die Zwischenprodukte der Zersetzung von Hemizellulose, Zellulose und Lignin zu erhalten.
Das Ergebnis dieses Prozesses ist eine Flüssigkeit, die verschiedene reaktive Spezies enthält, was sie von herkömmlichen Heizölen unterscheidet.
Was ist in Pyrolyseöl enthalten? 5 Hauptbestandteile erklärt
1. Sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe
Die Hauptbestandteile von Pyrolyseöl sind sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe.
Dazu gehören aliphatische und aromatische Verbindungen, Phenole, Aldehyde, Levoglucosan, Hydroxyacetaldehyd und Kohlenwasserstoffketten.
Diese Verbindungen stammen aus der Zersetzung von Biomassebestandteilen wie Hemicellulose, Cellulose und Lignin.
2. Wassergehalt
Pyrolyseöl enthält in der Regel eine beträchtliche Menge an Wasser, die zwischen 20 und 30 Gew.-% liegt.
Dieses Wasser stammt sowohl aus der ursprünglichen Feuchtigkeit der Biomasse als auch als Reaktionsprodukt während der Pyrolyse.
3. Feste Kohle
Neben den flüssigen Bestandteilen kann das Pyrolyseöl auch feste Verkohlungen enthalten.
Dabei handelt es sich um einen Rückstand aus der unvollständigen Zersetzung der Biomasse.
4. Mikro-Emulsionsstruktur
Pyrolyseöl kann als eine Mikroemulsion betrachtet werden.
Die kontinuierliche Phase ist eine wässrige Lösung von Holocellulose-Zersetzungsprodukten.
Diese Phase stabilisiert die diskontinuierliche Phase aus pyrolytischen Lignin-Makromolekülen durch Mechanismen wie Wasserstoffbrückenbindungen.
5. Eigenschaften und Herausforderungen
Pyrolyseöl ist im Allgemeinen instabil und kann sich mit der Zeit verändern.
Insbesondere kann sich seine Viskosität aufgrund von Kondensationsreaktionen seiner reaktiven Komponenten erhöhen, was zu einer Phasentrennung führt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizölen kann Pyrolyseöl nach der Rückgewinnung nicht vollständig wieder verdampft werden.
Das Erhitzen auf über 100 °C führt zu schnellen Reaktionen, bei denen schließlich ein fester Rückstand und ein Destillat mit flüchtigen organischen Verbindungen und Wasser entstehen.
Pyrolyseöl ist nicht mit Erdölen mischbar, enthält bis zu 40 Gewichtsprozent Sauerstoff, hat einen niedrigeren Heizwert als Erdöl, ist sauer und hat eine höhere Dichte als Wasser.
Diese Eigenschaften machen es zu etwas Besonderem und erfordern spezielle Handhabungs- und Verarbeitungstechniken.
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