Pyrolyseöl ist ein komplexes Gemisch, das in erster Linie aus sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen und Wasser besteht, mit zusätzlichen Bestandteilen wie fester Kohle.
Der Wassergehalt liegt in der Regel zwischen 20 und 30 Gewichtsprozent und wird durch den Produktionsprozess beeinflusst.
Pyrolyseöl kann als eine Mikroemulsion betrachtet werden, in der eine wässrige Lösung von Holozellulose-Zersetzungsprodukten die kontinuierliche Phase bildet und die diskontinuierliche Phase der pyrolytischen Lignin-Makromoleküle durch Mechanismen wie Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert.
4 Hauptbestandteile von Pyrolyseöl
1. Oxygenierte Kohlenwasserstoffe
Dies sind die Hauptbestandteile des Pyrolyseöls, die aus der Zersetzung von Biomassebestandteilen wie Hemizellulose, Zellulose und Lignin stammen.
Die sauerstoffhaltige Natur dieser Verbindungen senkt den Heizwert im Vergleich zu herkömmlichen Heizölen.
2. Wasser
Wasser, das in beträchtlichen Mengen (14-33 Gew.-%) im Pyrolyseöl vorhanden ist, lässt sich mit herkömmlichen Methoden wie der Destillation nur schwer entfernen.
Dieser hohe Wassergehalt kann zu einer Phasentrennung führen, wenn er bestimmte Schwellenwerte überschreitet.
3. Feste Kohle
Einige Pyrolyseölproben können feste Verkohlungsrückstände enthalten, die bei der unvollständigen Zersetzung während der Pyrolyse entstehen.
4. Reaktive Spezies
Das Öl enthält viele reaktive Zersetzungszwischenprodukte, die mit der Zeit zu seiner Instabilität beitragen.
Diese reaktiven Komponenten können Kondensationsreaktionen eingehen, die zu Änderungen der Viskosität und einer möglichen Phasentrennung führen.
Stabilität und Reaktionen
Pyrolyseöl ist im Allgemeinen instabil und kann sich im Laufe der Zeit verändern, insbesondere in Bezug auf die Viskosität.
Diese Alterung ist auf Kondensationsreaktionen zwischen den reaktiven Komponenten zurückzuführen.
Das Erhitzen des Öls auf über 100 °C kann zu schnellen Reaktionen führen, die einen festen Rückstand und ein Destillat mit flüchtigen organischen Verbindungen und Wasser ergeben.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Ölen können Pyrolyseflüssigkeiten nach ihrer Gewinnung nicht vollständig wieder verdampft werden, was ihren reaktiven Charakter noch unterstreicht.
Vergleich mit konventionellem Heizöl
Pyrolyseöl hat einen niedrigeren Heizwert (15-22 MJ/kg) als herkömmliches Heizöl (43-46 MJ/kg), was auf das Vorhandensein von sauerstoffhaltigen Verbindungen zurückzuführen ist.
Seine Dichte beträgt etwa 1,2 kg/Liter, und es erscheint normalerweise als dunkelbraune oder schwarze Flüssigkeit.
Die komplexe Natur des Pyrolyseöls, einschließlich seines hohen Wassergehalts und seiner reaktiven Komponenten, macht es zu einer einzigartigen und anspruchsvollen Brennstoffquelle mit besonderen Eigenschaften und Anwendungen.
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