Die Ausbeute an Biokohle bei der langsamen Pyrolyse liegt in der Regel bei bis zu 30 Gewichtsprozent des trockenen Ausgangsmaterials und hängt von mehreren Schlüsselfaktoren ab.Dazu gehören die Art des Biomasse-Rohstoffs, der Feuchtigkeitsgehalt, die Erhitzungsrate, die Pyrolysetemperatur und die Verweilzeit des Dampfes.Bei einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 15 % können beispielsweise aus 1000 kg Biomasse zwischen 280 und 330 kg Biokohle gewonnen werden.Die höchste Behandlungstemperatur (HTT) ist besonders einflussreich, wobei niedrigere Temperaturen und langsamere Erhitzungsraten höhere Biokohleerträge begünstigen.Das Verständnis dieser Variablen ist entscheidend für die Optimierung der Biokohleproduktion im Hinblick auf spezifische Bedürfnisse und Anwendungen.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Typische Renditespanne:
- Unter langsamen Pyrolysebedingungen beträgt die Ausbeute an Biokohle im Allgemeinen bis zu 30 Gewichtsprozent des trockenen Ausgangsmaterials.Das bedeutet, dass man pro 1000 kg trockener Biomasse bis zu 300 kg Biokohle gewinnen kann.
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Einfluss des Feuchtigkeitsgehalts:
- Der Feuchtigkeitsgehalt der Rohbiomasse hat einen erheblichen Einfluss auf die Ausbeute an Biokohle.Liegt der Feuchtigkeitsgehalt unter 15 %, kann die Ausbeute zwischen 1:4 und 1:3 liegen.So können beispielsweise aus 1000 kg Biomasse mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 15 % zwischen 280 und 330 kg Biokohle gewonnen werden.
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Einfluss der Pyrolysetemperatur:
- Die höchste Behandlungstemperatur (HTT) während der Pyrolyse hat den größten Einfluss auf den Ertrag und die Eigenschaften der Biokohle.Niedrigere Temperaturen (in der Regel unter 500 °C) und langsamere Erhitzungsraten führen zu höheren Biokohleerträgen.Höhere Temperaturen begünstigen eher die Produktion von Gas und flüssigen Produkten als von Biokohle.
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Heizrate und Verweilzeit der Dämpfe:
- Die langsame Pyrolyse zeichnet sich durch niedrige Erhitzungsraten und längere Verweilzeiten der Dämpfe aus, die für eine Maximierung der Biokohleausbeute optimal sind.Bei der Schnellpyrolyse mit hohen Heizraten und kurzen Verweilzeiten entstehen im Allgemeinen mehr flüssige und gasförmige Produkte.
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Variabilität des Biomasse-Rohstoffs:
- Die verschiedenen Arten von Biomasse-Rohstoffen (z. B. Holz, landwirtschaftliche Rückstände, Gülle) haben unterschiedliche Zusammensetzungen und Eigenschaften, die sich auf den Ertrag und die Qualität der Biokohle auswirken können.So liefert beispielsweise holzige Biomasse in der Regel mehr Biokohle als gras- oder krautartige Biomasse.
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Gasumgebung und Druck:
- Auch die Umgebung, in der die Pyrolyse stattfindet (z. B. Inertgas wie Stickstoff), und die Druckbedingungen können die Biokohleausbeute beeinflussen.Eine inerte Atmosphäre verhindert die Oxidation, die andernfalls die Biokohleausbeute verringern kann.
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Optimierung für spezifische Produkte:
- Um die Ausbeute an Biokohle zu maximieren, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein: niedrige Temperaturen und Heizraten für die Holzkohleproduktion.Umgekehrt begünstigen mittlere Temperaturen und hohe Erhitzungsraten flüssige Produkte, während hohe Temperaturen und niedrige Erhitzungsraten optimal für die Gasproduktion sind.
Durch das Verständnis und die Kontrolle dieser Faktoren können die Hersteller den langsamen Pyrolyseprozess optimieren, um die gewünschten Biokohleerträge und -eigenschaften zu erzielen, die auf spezifische Anwendungen wie Bodenverbesserung, Kohlenstoffbindung oder Energieerzeugung zugeschnitten sind.
Zusammenfassende Tabelle:
| Faktor | Einfluss auf die Biokohleausbeute |
|---|---|
| Typischer Ausbeutebereich | Bis zu 30 % des Gewichts des trockenen Ausgangsmaterials (z. B. ergeben 1000 kg Biomasse 280-330 kg Biokohle). |
| Feuchtigkeitsgehalt | Bei weniger als 15 % Feuchtigkeit erhält man 280-330 kg Biokohle pro 1000 kg Biomasse. |
| Pyrolyse-Temperatur | Niedrigere Temperaturen (<500°C) und langsamere Erhitzungsraten begünstigen höhere Biokohleerträge. |
| Heizrate | Langsame Pyrolyse mit niedrigen Heizraten maximiert die Biokohleausbeute. |
| Biomasse als Ausgangsmaterial | Holzige Biomasse liefert mehr Biokohle als grasartige oder krautige Biomasse. |
| Gasumgebung | Inertes Gas (z. B. Stickstoff) verhindert die Oxidation und bewahrt die Ausbeute der Biokohle. |
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