Technisches Team · Kintek Solution

Die langsame Erhitzung und Niedertemperaturpyrolyse, auch als langsame Pyrolyse bezeichnet, ist ein thermischer Zersetzungsprozess, der in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet.Er zeichnet sich durch niedrige Erhitzungsraten, lange Verweilzeiten und Temperaturen von typischerweise 400°C bis 500°C aus.Dieses Verfahren maximiert die Produktion von fester Holzkohle (Biokohle) und Teer mit einer Ausbeute von etwa 30 % des Trockengewichts der Biomasse als Holzkohle.Das Verfahren ist energieeffizient, setzt weniger CO₂ frei und erzeugt Biokohle und Biogas, die im Vergleich zur ursprünglichen Biomasse bessere Eigenschaften aufweisen.Das Verfahren wird in der Industrie häufig eingesetzt, um Abfallstoffe und gewöhnliche Rückstände aufzuwerten.

Die wichtigsten Punkte werden erklärt:

1. Definition und Verfahren der langsamen Pyrolyse:

   • Die langsame Pyrolyse ist ein thermischer Zersetzungsprozess, der in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet.
   • Dabei wird Biomasse bei niedrigen Temperaturen (400°C bis 500°C) mit langsamen Heizraten (0,1 bis 2°C pro Sekunde) und langen Verweilzeiten (Minuten bis Tage) erhitzt.
   • Das Verfahren ist so konzipiert, dass die Produktion von fester Holzkohle (Biokohle) und Teer maximiert wird, während die Gasproduktion minimal ist.

2. Schlüsselparameter der langsamen Pyrolyse:

   • Temperaturbereich:In der Regel zwischen 400°C und 500°C, in einigen Berichten wird jedoch eine Temperatur von bis zu 800°C genannt.
   • Aufheizrate:Langsame Aufheizraten von 0,1 bis 2°C pro Sekunde oder 5 bis 7°C pro Minute.
   • Verweilzeit:Lange Verweilzeiten, die bei Biomasse von Minuten bis zu Tagen und bei Gasen über fünf Sekunden reichen.
   • Druck:Ein höherer Druck kann die Ausbeute an Holzkohle erhöhen.

3. Produkte der langsamen Pyrolyse:

   • Biokohle (Holzkohle):Das wichtigste feste Produkt, das etwa 30 % des Trockengewichts der Biomasse ausmacht.Bei niedrigeren Temperaturen ist die Ausbeute höher, aber die Holzkohle enthält mehr flüchtige Bestandteile.
   • Teer:Ein flüssiges Nebenprodukt, das aufgrund der langen Verweilzeit von Gasen und anderen Pyrolyseprodukten entsteht.
   • Biogas:Ein kleines gasförmiges Produkt, das hauptsächlich aus CO₂ und anderen leichten Gasen besteht.
   • Bio-Öl:In einigen Fällen wird auch Bioöl erzeugt, das jedoch im Vergleich zur Schnellpyrolyse weniger stark ausgeprägt ist.

4. Vorbereitung der Biomasse:

   • Die Biomasse wird zunächst durch Trocknung und mechanische Zerkleinerung (Verringerung der Partikelgröße) aufbereitet.
   • Holz, die am häufigsten verwendete Biomasse, beginnt sich bei über 270 °C zu zersetzen, wobei die pyrolytische Zersetzung bei etwa 400 °C einsetzt.

5. Vorteile der langsamen Pyrolyse:

   • Energie-Effizienz:Setzt im Vergleich zu anderen Pyrolyseverfahren weit weniger CO₂ und Energie frei.
   • Wertschöpfung:Umwandlung von Abfallstoffen und üblichen Rückständen in wertvolle Produkte wie Biokohle und Teer.
   • Überlegene Eigenschaften:Die Produkte weisen häufig bessere Eigenschaften auf als die ursprüngliche Biomasse und können daher in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt werden.

6. Anwendungen und Bedeutung:

   • Industrielle Nutzung:Die langsame Pyrolyse gewinnt in der Industrie zunehmend an Bedeutung, um Abfallstoffe und gewöhnliche Rückstände aufzuwerten.
   • Vorteile für die Umwelt:Das Verfahren ist umweltfreundlich, da es die CO₂-Emissionen reduziert und Abfälle in nützliche Produkte umwandelt.
   • Landwirtschaftliche Nutzung:Die durch langsame Pyrolyse erzeugte Biokohle wird als Bodenverbesserungsmittel eingesetzt, um die Bodengesundheit zu verbessern und Kohlenstoff zu binden.

7. Vergleich mit anderen Pyrolyseverfahren:

   • Schnelle Pyrolyse:Der Betrieb erfolgt bei höheren Temperaturen (ca. 500°C bis 700°C) mit schnellen Aufheizraten und kurzen Verweilzeiten, wodurch die Produktion von flüssigem Bioöl maximiert wird.
   • Vergasung:Arbeitet bei noch höheren Temperaturen (über 700 °C) und erzeugt hauptsächlich Synthesegas (eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid).
   • Langsame Pyrolyse:Konzentriert sich auf die Maximierung der Produktion von fester Holzkohle und unterscheidet sich damit von Schnellpyrolyse und Vergasung.

8. Faktoren, die die Ausbeute und Zusammensetzung beeinflussen:

   • Temperatur:Niedrigere Temperaturen führen im Allgemeinen zu einer höheren Ausbeute an Biokohle, jedoch mit einem höheren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen.
   • Verweilzeit:Längere Verweilzeiten begünstigen die Bildung von Teer und Holzkohle.
   • Art der Biomasse:Unterschiedliche Arten von Biomasse (z. B. Holz, landwirtschaftliche Rückstände) ergeben unterschiedliche Zusammensetzungen von Produkten.

9. Zukunftsperspektiven:

   • Es wird erwartet, dass das Verfahren in dem Maße an Bedeutung gewinnt, wie die Industrie nach nachhaltigen Methoden für die Abfallbewirtschaftung und die Erzeugung wertvoller Materialien sucht.
   • Es wird weiter geforscht, um das Verfahren für höhere Erträge und bessere Produkte zu optimieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Pyrolyse durch langsames Erhitzen und niedrige Temperaturen ein sehr kontrollierter Prozess ist, der Biomasse in wertvolle feste und flüssige Produkte umwandelt, vor allem in Biokohle und Teer.Aufgrund des geringen Energiebedarfs, der Umweltvorteile und der Möglichkeit, Abfallstoffe aufzuwerten, gewinnt dieses Verfahren in verschiedenen Industriezweigen zunehmend an Bedeutung.

Zusammenfassende Tabelle:

Aspekt	Einzelheiten
Temperaturbereich	400°C bis 500°C (in einigen Fällen bis zu 800°C)
Aufheizrate	0,1 bis 2°C pro Sekunde oder 5 bis 7°C pro Minute
Verweilzeit	Minuten bis Tage für Biomasse; über 5 Sekunden für Gase
Primäre Produkte	Biokohle (~30% Ausbeute), Teer, Biogas und in geringem Maße Bioöl
Wesentliche Vorteile	Energieeffizient, geringe CO₂-Emissionen, Umwandlung von Abfall in wertvolle Produkte
Anwendungen	Aufwertung von Industrieabfällen, Bodenverbesserung, Kohlenstoffsequestrierung

Entdecken Sie, wie Ihre Branche von der langsamen Pyrolyse profitieren kann. Kontaktieren Sie unsere Experten noch heute !