Bei der Pyrolyse handelt es sich um einen Prozess der thermischen Zersetzung von organischem Material unter Ausschluss von Sauerstoff. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses kann je nach Art der durchgeführten Pyrolyse erheblich variieren. Es gibt zwei Hauptkategorien: langsame Pyrolyse und schnelle Pyrolyse.
5 Schlüsselfaktoren, die die Geschwindigkeit der Pyrolyse erklären
1. Schnelle Pyrolyse
Die Schnellpyrolyse dient der Maximierung der Produktion von Bioöl. Sie beinhaltet sehr hohe Erhitzungsgeschwindigkeiten, die typischerweise zwischen 100 und 10.000°C/s liegen. Dieser Prozess erfordert eine schnelle Wärmeübertragung und kontrollierte Pyrolysetemperaturen, die in der Regel zwischen 400 und 550 °C liegen. Die Verweilzeit beträgt weniger als eine Sekunde. Dieser schnelle Erhitzungs- und Abkühlungszyklus gewährleistet, dass der größte Teil der Biomasse in flüssiges Bioöl umgewandelt wird. Die Ausbeute beträgt etwa 65 % Flüssigkeiten, 10 % nicht kondensierbare Gase und 10-15 % Holzkohle.
2. Ultra-schnelle oder Flash-Pyrolyse
Diese Variante der Schnellpyrolyse ist noch extremer. Die Heizraten liegen am oberen Ende des Spektrums (10.000°C/s) und die Verweilzeiten sind extrem kurz. Die Ausbeute der Flash-Pyrolyse beträgt etwa 10-20 % flüssiges Kondensat, 60-80 % Gase und 10-15 % Holzkohle. Diese Methode ist besonders effizient bei der Umwandlung von Biomasse in gasförmige Produkte, da die Hitze sehr hoch ist und nur wenig Zeit für Reaktionen zur Verfügung steht.
3. Langsame Pyrolyse
Im Gegensatz zur Schnellpyrolyse ist die langsame Pyrolyse ein sehr viel langsamerer Prozess, der mehrere Stunden dauern kann. Das Hauptprodukt der langsamen Pyrolyse ist Biokohle, ein festes kohlenstoffreiches Material. Bei diesem Verfahren geht es weniger um schnelles Erhitzen und Abkühlen, weshalb sich die Ausbeute deutlich unterscheidet, wobei Biokohle das Hauptprodukt ist.
4. Technische Überlegungen
Die Effizienz und die Ergebnisse der Pyrolyse werden auch von der Partikelgröße des Ausgangsmaterials beeinflusst. Die meisten Pyrolyseverfahren erfordern kleine Partikel, die in der Regel nicht größer als 2 mm sind, um einen schnellen Wärmeübergang zu ermöglichen. Diese Anforderung macht es erforderlich, dass das Ausgangsmaterial vor der Pyrolyse zerkleinert wird, was einen erheblichen Einfluss auf die Gesamteffizienz und die Kosten des Verfahrens haben kann.
5. Zusammenfassung
Die Geschwindigkeit der Pyrolyse ist sehr unterschiedlich und reicht von Sekunden bei der Schnellpyrolyse bis zu Stunden bei der Langsam-Pyrolyse. Die Wahl der Pyrolysemethode hängt von den gewünschten Endprodukten ab, wobei die Schnellpyrolyse für die Bioölproduktion und die langsame Pyrolyse für Biokohle bevorzugt wird.
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