Die Herstellung von Bioöl umfasst mehrere Verfahren, vor allem die Pyrolyse und die hydrothermale Verflüssigung, die darauf abzielen, Biomasse in einen flüssigen Brennstoff zu verwandeln. Bei diesem Verfahren entsteht Bioöl, eine Emulsion aus Wasser und organischen Verbindungen wie Alkoholen, Aldehyden, Carbonsäuren, Estern, Furanen, Pyranen, Ketonen, Monosacchariden und Anhydrozuckern aus Kohlenhydraten und phenolischen Verbindungen aus Lignin.
Pyrolyse:
Dieser Prozess beinhaltet die thermische Zersetzung von Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff. Die Biomasse wird auf hohe Temperaturen (in der Regel zwischen 400°C und 600°C) erhitzt, was zur Aufspaltung komplexer organischer Polymere in einfachere Verbindungen führt. Die Hauptprodukte sind Bioöl, nicht kondensierbare Gase und Biokohle. Bioöl aus der Schnellpyrolyse hat eine niedrige Viskosität und enthält etwa 15 bis 20 Prozent Wasser. Sauerstoff, ein wichtiger Verunreinigungsstoff, beeinträchtigt die Stabilität des Bioöls während der Lagerung oder Erhitzung. Die Zugabe eines Katalysators während der Pyrolyse kann die Qualität des Bioöls verbessern, indem der Sauerstoffgehalt reduziert wird.Hydrothermale Verflüssigung:
Bei diesem Verfahren wird feuchte Biomasse unter hohem Druck und bei hoher Temperatur (in der Regel bei 250°C bis 350°C und 10 bis 25 MPa) in Bioöl umgewandelt. Bei diesem Verfahren wird Wasser als Lösungsmittel verwendet, was die Behandlung von Biomasse mit hohem Feuchtigkeitsgehalt ermöglicht, ohne dass eine Trocknung erforderlich ist. Durch die Reaktion wird die Biomasse in Bioöl, Gas und wässrige Produkte aufgespalten.
- Nachbearbeitung und Aufbereitung:
- Das in beiden Verfahren erzeugte Bioöl muss weiter aufbereitet werden, damit es als Brennstoff oder in chemischen Anwendungen verwendet werden kann. Zu den Herausforderungen gehören ein hoher Säuregehalt (korrosiv), ein hoher Wassergehalt und eine schlechte Stabilität (oxidativ und thermisch). Die Veredelung umfasst sowohl physikalische als auch chemische Behandlungen:Physikalische Behandlungen
umfassen die Filtration zur Entfernung von Verkohlungen und die Emulgierung von Kohlenwasserstoffen zur Stabilisierung.Chemische Behandlungen
umfassen Veresterung, katalytische Desoxygenierung/Hydrierung, thermisches Cracken, physikalische Extraktion und Synthesegaserzeugung/Vergasung. Diese Verfahren zielen darauf ab, den Sauerstoffgehalt zu reduzieren, korrosive Bestandteile zu entfernen und die Stabilität und Qualität des Bioöls zu verbessern.
Verwertung:
