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Pyrolyseöl ist eine komplexe und heterogene Flüssigkeit, die bei der thermischen Zersetzung von Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff entsteht. Seine chemische Zusammensetzung ist je nach Ausgangsmaterial und Pyrolysebedingungen sehr unterschiedlich, besteht aber im Allgemeinen aus einer Mischung aus sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen, Wasser und Polymeren. Das Öl enthält bis zu 40 % seines Gewichts an Sauerstoff, was zu seinen einzigartigen Eigenschaften beiträgt, z. B. Korrosivität, thermische Instabilität und Unmischbarkeit mit fossilen Brennstoffen. Zu den Hauptbestandteilen gehören Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht wie Formaldehyd und Essigsäure sowie Verbindungen mit hohem Molekulargewicht wie Phenole, Anhydrozucker und Oligosaccharide. Darüber hinaus weist Pyrolyseöl einen hohen Gehalt an Aromaten sowie aliphatischen und anderen Kohlenwasserstoffverbindungen auf, was es zu einem anspruchsvollen, aber vielseitigen Material für die weitere Verarbeitung und Nutzung macht.

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Die wichtigsten Punkte werden erklärt:

1. Komplexes Gemisch aus sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen

   • Pyrolyseöl setzt sich aus einer Vielzahl sauerstoffhaltiger organischer Verbindungen zusammen, darunter:
     • Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht: Formaldehyd, Essigsäure und andere kleine Moleküle.
     • Verbindungen mit hohem Molekulargewicht: Phenole, Anhydrosaccharide, Oligosaccharide und Polymere.
   • Diese Verbindungen werden bei der thermischen Zersetzung von Biomasse gebildet und tragen zur chemischen Komplexität des Öls bei.

2. Hoher Sauerstoffgehalt (bis zu 40 Gewichtsprozent)

   • Das Vorhandensein von Sauerstoff in Pyrolyseöl ist ein entscheidendes Merkmal, das es von Ölen auf Erdölbasis unterscheidet.
   • Dieser hohe Sauerstoffgehalt führt zu:
     • Korrosivität: Aufgrund der Anwesenheit von Säuren und anderen reaktiven sauerstoffhaltigen Verbindungen.
     • Thermische Instabilität: Das Öl neigt mit der Zeit zu Polymerisations- und Kondensationsreaktionen.
     • Unvereinbarkeit mit fossilen Brennstoffen: Pyrolyseöl kann nicht ohne weiteres mit herkömmlichen Erdölprodukten gemischt werden.

3. Wassergehalt (20-30 Gew.-%)

   • Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil des Pyrolyseöls und macht in der Regel 20-30 % seines Gewichts aus.
   • Der Wassergehalt ergibt sich sowohl aus der ursprünglichen Feuchtigkeit des Biomasse-Rohstoffs als auch aus den Entwässerungsreaktionen während der Pyrolyse.
   • Dieser hohe Wassergehalt beeinträchtigt die Energiedichte und Stabilität des Öls.

4. Aromatische, aliphatische und Kohlenwasserstoff-Verbindungen

   • Pyrolyseöl enthält eine erhebliche Menge an aromatischen Verbindungen, die zu seiner dunkelbraunen Farbe und seinem rauchigen Geruch beitragen.
   • Aliphatische und andere Kohlenwasserstoffverbindungen sind ebenfalls vorhanden, wenn auch in geringeren Mengen als die aromatischen Verbindungen.
   • Diese Bestandteile machen Pyrolyseöl zu einer potenziellen Quelle für erneuerbare Chemikalien und Kraftstoffe, auch wenn häufig eine weitere Verarbeitung erforderlich ist.

5. Physikalische und chemische Eigenschaften

   • Farbe und Geruch: Pyrolyseöl ist dunkelbraun und hat einen unverwechselbaren beißenden, rauchigen Geruch.
   • Viskosität: Das Öl ist zunächst flüssig, wird aber im Laufe der Zeit durch Kondensations- und Polymerisationsreaktionen zähflüssiger.
   • Instabilität: Pyrolyseöl kann nicht vollständig wieder verdampft werden, wenn es einmal gewonnen wurde, und seine Eigenschaften ändern sich mit der Zeit, was die Lagerung und Handhabung schwierig macht.

6. Überlegungen zu Gesundheit und Sicherheit

   • Pyrolyseöl ist ätzend und kann bei Exposition Reizungen oder gesundheitliche Probleme verursachen.
   • Eine ordnungsgemäße Handhabung und Lagerung ist unerlässlich, um diese Risiken zu minimieren, insbesondere angesichts der Tendenz zur Zersetzung und Polymerisation.

7. Anwendungen und Herausforderungen

   • Trotz der Schwierigkeiten, die damit verbunden sind, hat Pyrolyseöl potenzielle Anwendungsmöglichkeiten in:
     • Erneuerbare Kraftstoffe: Nach der Veredelung kann es als Ersatz für fossile Brennstoffe verwendet werden.
     • Chemische Ausgangsstoffe: Der hohe Gehalt an Aromastoffen macht ihn zu einer Quelle für wertvolle Chemikalien.
   • Seine Instabilität, Korrosivität und Unmischbarkeit mit herkömmlichen Kraftstoffen stellen jedoch erhebliche Hürden für eine breite Anwendung dar.

Durch das Verständnis der chemischen Zusammensetzung und der Eigenschaften von Pyrolyseöl können Forscher und Fachleute aus der Industrie Strategien entwickeln, um die Stabilität des Öls zu verbessern, seine Korrosivität zu verringern und seine Kompatibilität mit bestehenden Kraftstoff- und chemischen Produktionsverfahren zu erhöhen.

Zusammenfassende Tabelle:

Hauptaspekt	Einzelheiten
Zusammensetzung	Gemisch aus sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen, Wasser und Polymeren.
Sauerstoffgehalt	Bis zu 40 Gewichtsprozent, was zu Korrosivität und thermischer Instabilität beiträgt.
Wassergehalt	20-30 Gew.-%, was sich auf Energiedichte und Stabilität auswirkt.
Aromatische Verbindungen	Hoher Aromagehalt, der zu dunkler Farbe und rauchigem Geruch beiträgt.
Anwendungen	Erneuerbare Kraftstoffe, chemische Grundstoffe.
Herausforderungen	Instabilität, Korrosivität, Unmischbarkeit mit fossilen Brennstoffen.

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