Pyrolyse ist ein Verfahren, bei dem organisches Material unter Ausschluss von Sauerstoff auf hohe Temperaturen erhitzt wird, was zur Zersetzung des Materials in Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe führt.
Dieser Prozess wird in der Regel bei Temperaturen zwischen 400 und 900 °C durchgeführt, je nach dem spezifischen Ausgangsmaterial und den gewünschten Produkten.
5 Schlüsselschritte im Prozess der Wärmepyrolyse
1. Abwesenheit von Sauerstoff
Die wichtigste Bedingung für die Pyrolyse ist die Abwesenheit von Sauerstoff.
Dies ist von entscheidender Bedeutung, da das Fehlen von Sauerstoff die Verbrennung verhindert, die sonst das organische Material verzehren würde.
Stattdessen zersetzt sich das Material thermisch und zerfällt in seine Bestandteile, ohne zu verbrennen.
2. Hohe Temperatur
Das Material wird auf hohe Temperaturen erhitzt, in der Regel zwischen 450°C und 900°C.
Diese intensive Hitze ist notwendig, um die chemischen Bindungen innerhalb des organischen Materials, wie Lignin, Zellulose und Fette, aufzubrechen.
Die hohe Temperatur beschleunigt den Zersetzungsprozess und ermöglicht die effiziente Umwandlung der Biomasse in andere Formen.
3. Zersetzung in Produkte
Bei der Zersetzung des Materials entstehen im Wesentlichen drei Arten von Produkten:
- Gase (Syngas): Dazu gehören Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Methan. Syngas kann als Brennstoff verwendet oder zu anderen Chemikalien weiterverarbeitet werden.
- Flüssigkeiten (Bio-Öl): Dies ist ein Gemisch aus Wasser und flüchtigen organischen Verbindungen. Bioöl kann in bestimmten Anwendungen direkt als Brennstoff verwendet oder zu wertvolleren Produkten wie Bioschmierstoffen weiterverarbeitet werden.
- Feststoffe (Biokohle): Dies ist ein kohlenstoffreiches Material, das als Bodenverbesserungsmittel verwendet werden kann, um die Fruchtbarkeit zu verbessern und Kohlenstoff zu binden.
4. Prozessvariationen
Die spezifische Ausbeute und Zusammensetzung der Produkte hängt von der Heizrate, der Temperatur und der Verweilzeit im Reaktor ab.
Die Schnellpyrolyse zielt beispielsweise darauf ab, die Produktion von Bioöl zu maximieren, indem die Biomasse schnell erhitzt und die Dämpfe schnell abgekühlt werden, um sie in eine flüssige Form zu kondensieren.
5. Anwendungen von Pyrolyseprodukten
Die Produkte der Pyrolyse haben verschiedene Verwendungsmöglichkeiten.
Bioöl kann als Kraftstoff verwendet oder zu anderen Biokraftstoffen aufbereitet werden.
Biokohle kann in der Landwirtschaft eingesetzt werden, um die Bodengesundheit zu verbessern.
Synthesegas kann als Brennstoff verwendet oder in Chemikalien und synthetische Brennstoffe umgewandelt werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Pyrolyse ein vielseitiges und relativ einfaches Verfahren ist, das Biomasse in wertvolle Produkte umwandelt, ohne dass Sauerstoff benötigt wird.
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