Die Ausbeute des Pyrolysegases kann in Abhängigkeit von mehreren Faktoren erheblich schwanken.
Zu diesen Faktoren gehören die Pyrolysetemperatur und die Prozessbedingungen.
Bei niedrigen Temperaturen, in der Regel bis etwa 650 °C, ist die Ausbeute an kondensierbaren Dämpfen am größten.
Dies führt dazu, dass etwa 70 % des Gewichts der Biomasse als Flüssigkeit gewonnen werden.
Bei hohen Temperaturen (über 700 °C) ist die Gasausbeute jedoch am höchsten.
Etwa 80 % der Biomasse wird in ein brennbares Gas umgewandelt.
Bei langsamen Pyrolyseverfahren werden etwa 10-35 % Biogas erzeugt.
Dies entspricht in etwa der Ausbeute an Holzkohle.
Die Syngasausbeute wird stark von der Pyrolysetemperatur beeinflusst.
Bei der Flash-Pyrolyse mit hohen Temperaturen kann eine höhere Ausbeute erzielt werden.
5 Zu berücksichtigende Schlüsselfaktoren
1. Reaktortemperatur
Die Reaktortemperatur spielt eine entscheidende Rolle für die Produktverteilung während der Pyrolyse.
Mit steigender Temperatur verdampft zunächst die innere Feuchtigkeit der Biomasse.
Danach folgt der thermische Abbau und die Entgasung des getrockneten Partikelanteils.
Dieser Prozess führt zur Bildung von Teer und flüchtigen Stoffen.
Diese werden dann Sekundärreaktionen wie Decarboxylierung, Dehydrierung, Desoxygenierung und Cracken unterzogen.
Durch diese Reaktionen werden Bestandteile des Synthesegases gebildet.
Höhere Temperaturen begünstigen die Zersetzung des Teers und das thermische Cracken des Teers.
Dadurch steigt der Anteil des Synthesegases und die Ausbeute an Öl und Holzkohle sinkt.
2. Syngas-Zusammensetzung
Synthesegas besteht hauptsächlich aus Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO).
Es kann auch eine kleine Menge Stickstoff (N2), Wasser, Kohlendioxid (CO2), Kohlenwasserstoffe wie C2H4, CH4, C2H6, Asche, Teer usw. enthalten.
Diese Bestandteile entstehen durch mehrere endotherme Reaktionen bei hohen Pyrolysetemperaturen.
3. Art des Pyrolyseprozesses
Bei langsamen Pyrolyseverfahren kann die Ausbeute an Pyrolysegas zwischen 10 und 35 % liegen.
Bei schnellen Pyrolyseverfahren mit hohen Temperaturen kann die Ausbeute etwa 80 % erreichen.
Die Gasausbeute wird stark von der Pyrolysetemperatur beeinflusst.
Höhere Temperaturen begünstigen die Erzeugung von Synthesegas und verringern die Ausbeute an Öl und Holzkohle.
4. Biomasse-Einsatzmaterial
Auch die Art des verwendeten Biomasse-Einsatzmaterials kann die Ausbeute an Pyrolysegas beeinflussen.
Verschiedene Einsatzstoffe haben unterschiedliche Zusammensetzungen und reagieren unter Pyrolysebedingungen unterschiedlich.
5. Sekundärreaktionen
Sekundärreaktionen wie Decarboxylierung, Dehydrierung, Desoxygenierung und Cracken spielen eine wichtige Rolle bei der Verteilung des Endprodukts.
Diese Reaktionen werden von der Pyrolysetemperatur und der Art der verwendeten Biomasse beeinflusst.
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