Die Ausbeute an Pyrolyseöl, insbesondere bei Schnellpyrolyseverfahren, kann zwischen 65 % und 80 % des trockenen Biomasse-Rohstoffs betragen.
Diese Ausbeute wird unter bestimmten Bedingungen erreicht, darunter hohe Heizraten, sorgfältig kontrollierte Pyrolysetemperaturen und eine schnelle Abkühlung der Produkte.
Das Verfahren ist so optimiert, dass eine maximale Menge an Bioöl entsteht, das ein komplexes Gemisch aus sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen ist und in der Regel 20-30 Gew.-% Wasser enthält.
Wie hoch ist die Ausbeute an Pyrolyseöl? (5 Schlüsselfaktoren werden erklärt)
1. Prozessbedingungen für hohe Ausbeute
Die Schnellpyrolyse ist darauf ausgelegt, die Produktion von Bioöl zu maximieren.
Dies wird erreicht, indem hohe Heizraten und Wärmeübertragungsraten beibehalten werden, die Pyrolysetemperatur genau gesteuert wird und eine schnelle Abkühlung der Produkte gewährleistet wird.
Die Verweilzeit bei der Pyrolysetemperatur wird sehr kurz gehalten, in der Regel weniger als eine Sekunde, um eine übermäßige Zersetzung der Bioölmoleküle in Gase zu verhindern.
2. Auswirkungen der Temperatur auf die Ausbeute
Die Temperatur, bei der die Pyrolyse stattfindet, beeinflusst die Ausbeute des Bioöls erheblich.
Niedrige Temperaturen (bis etwa 650 °C) werden bevorzugt, um die Ausbeute an kondensierbaren Dämpfen zu maximieren, wobei etwa 70 % des Biomassegewichts potenziell als Flüssigkeit gewonnen werden können.
Umgekehrt begünstigen hohe Temperaturen (über 700 °C) die Gasausbeute, wobei etwa 80 % der Biomasse in brennbares Gas umgewandelt werden.
3. Zusammensetzung des Pyrolyseöls
Pyrolyseöl ist ein komplexes Gemisch, das hauptsächlich aus sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen besteht.
Es enthält auch einen beträchtlichen Anteil an Wasser, das sowohl die ursprüngliche Feuchtigkeit der Biomasse als auch das während der Reaktion entstehende Wasser umfasst.
Ein Wasseranteil von 20-30 Gew.-% ist typisch und kann je nach den spezifischen Bedingungen und Methoden des Pyrolyseprozesses variieren.
4. Vergleich mit anderen Brennstoffen
Der Energiegehalt des bei der Pyrolyse gewonnenen Bioöls beträgt etwa 40 MJ kg-1.
Dies ist vergleichbar mit anderen kommerziell hergestellten Kraftstoffen wie Rohöl, Diesel und Benzin, die 45,5 MJ kg-1, 45,8 MJ kg-1 bzw. 46,6 MJ kg-1 enthalten.
Diese Ähnlichkeit im Energiegehalt macht Bioöl zu einer brauchbaren alternativen Kraftstoffquelle.
5. Nebenprodukte und Verwertung
Neben dem Bioöl entstehen bei der Pyrolyse auch nicht kondensierbare Gase und ein kohlenstoffreicher Rückstand, der als Holzkohle bezeichnet wird.
Die Holzkohle kann als Bodenverbesserungsmittel verwendet werden, das den Boden mit Nährstoffen versorgt und die Ernteerträge verbessert.
Dieses Nebenprodukt kann auch an den Agrarsektor verkauft werden und trägt so zur Kostendeckung des Pyrolyseprozesses bei.
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