Пиролиз биомассы - это термохимический процесс, в ходе которого происходит термическое разложение биомассы в отсутствие кислорода, в результате чего образуются биосахар, биомасло и такие газы, как метан, водород, окись углерода и углекислый газ. Этот процесс очень важен, поскольку он служит предшественником процессов сжигания и газификации. Эффективность и продукты пиролиза зависят от температуры, скорости нагрева и типа используемой биомассы.
Подробное объяснение:
-
Обзор процесса:
-
Пиролиз биомассы происходит при нагревании биомассы в бескислородной среде. Процесс можно разделить на три основные стадии: сушка, собственно пиролиз и охлаждение. На этапе сушки из биомассы удаляется влага. На стадии пиролиза высушенную биомассу нагревают до температуры от 300 до 900°C, в результате чего она разлагается на составные части: целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. На заключительном этапе происходит охлаждение и разделение продуктов на биомасло, биосахар и сингаз.Образование продукта:
-
Продукты пиролиза биомассы зависят от температуры и скорости нагрева. При низких температурах (менее 450°C) и медленной скорости нагрева основным продуктом является биосахар. При высоких температурах (более 800°C) и быстрых скоростях нагрева основным продуктом являются газы. При промежуточных температурах и высоких скоростях нагрева основным продуктом является биомасло.
-
Механизмы пиролиза:
-
Процесс пиролиза включает в себя как первичные, так и вторичные механизмы. К первичным механизмам относятся образование древесного угля, деполимеризация и фрагментация. Образование древесного угля включает в себя образование бензольных колец, которые объединяются в твердый остаток, известный как древесный уголь. Деполимеризация и фрагментация связаны с разрушением полимерных структур в биомассе. Вторичные механизмы, такие как крекинг и рекомбинация, возникают, когда летучие соединения, высвобождающиеся в ходе первичных механизмов, вступают в дальнейшие реакции, приводящие к образованию вторичного угля и других газообразных продуктов.Влияние свойств биомассы и условий эксплуатации:
Качество и выход продуктов пиролиза зависят от условий эксплуатации, таких как температура, время пребывания, а также физические и химические свойства биомассы. Источниками биомассы могут быть сельскохозяйственные культуры, лесные отходы, твердые бытовые отходы и другие. Содержание влаги, фиксированного углерода и летучих веществ в биомассе влияет на распределение конечных продуктов.
