pirólisis de la madera Es un fascinante proceso de conversión térmica. Ahora está ganando cada vez más atención debido a su potencial para convertir la madera residual en valioso biocarbón. El producto principal, el biocarbón, puede utilizarse como sustituto del carbón vegetal tradicional. También se puede utilizar en campos como la mejora del suelo, el secuestro de carbono, la alimentación animal con biocarbón, etc. Este enfoque sostenible no sólo reduce el desperdicio de madera, sino que también contribuye a la protección del medio ambiente y la utilización de recursos.
La esencia de la pirólisis de la madera.
En esencia, la pirólisis de la madera es un proceso de conversión térmica que se produce en ausencia de oxígeno. Implica una serie compleja de reacciones químicas. El principal mecanismo de reacción de un máquina para fabricar carbón de leña es el siguiente:
- Secado: Mediante calentamiento, a temperaturas no superiores a 150 ° С, se evapora la humedad de la madera. Durante esta etapa, la composición de la madera permanece casi inalterada.
- Descomposición: Entre 150°С y 270°С, las hemicelulosas y los fragmentos individuales de lignina de la madera comienzan a descomponerse. Y se forman productos de bajo peso molecular como óxidos de carbono y metanol. Entre 270° С y 450° С, la celulosa y la lignina de la madera sufren una intensa descomposición. Como resultado, se forman abundantes productos de disociación y residuos carbonizados.
- Calcinación: entre 450 °С y 550 °С, los grupos funcionales residuales se escinden del esqueleto carbonado. De este modo, las impurezas del carbón vegetal se descargan aún más para formar carbón vegetal de alta calidad.
- Enfriamiento: Si el carbón caliente se descarga directamente del horno de carbón, absorberá oxígeno del aire y, por lo tanto, se producirá una combustión espontánea. Por lo tanto, el carbón caliente debe enfriarse antes de poder salir del horno.
Materias primas de madera accesibles y requisitos de alimentación.
Residuos de madera
La madera seleccionada para pirolisis Generalmente son los residuos de madera y no los troncos los que tienen un mayor valor de utilización. Esto ayuda a reducir el costo del proyecto de pirólisis y obtener el máximo beneficio.
Residuos de madera procedentes de la tala o poda de árboles: Estos residuos suelen incluir ramas, cortezas, copas de árboles, ramas, hojas, etc. Son las partes que no tienen valor de uso directo en actividades de tala o poda.
Residuos de restos de madera durante el procesamiento de la madera: Estos desechos suelen incluir astillas de madera, aserrín, virutas de madera, etc. Por lo general, son un subproducto del procesamiento de la madera o un producto de calidad inferior.
Requisitos para la alimentación por pirólisis.
La humedad y el tamaño de las partículas de la madera tienen efectos importantes sobre el proceso de pirólisis y la calidad del producto. En general, es mejor mantener la humedad de la madera pirólisis por debajo del 15% y el tamaño de alimentación es preferiblemente de 8 mm a 12 mm.
Productos de Pirólisis de la Madera
| Imagen | Producto | Característica | «Aplicación». |
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biochar | Un material sólido rico en carbono altamente poroso y estable | Puede usarse como combustible. |
| Puede mejorar la fertilidad del suelo y la retención de agua, mejorando así los rendimientos agrícolas. | |||
| Sus propiedades de secuestro de carbono contribuyen a mitigar el cambio climático al retener carbono en el suelo durante cientos de años. | |||
| La alimentación animal con biocarbón puede reducir las emisiones de gas metano de los rumiantes al regular la capacidad digestiva del ganado. | |||
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bio-aceite | Una mezcla compleja de compuestos orgánicos. | Tiene potencial como combustible industrial renovable. |
| Contiene muchas moléculas orgánicas con alta densidad energética, que pueden utilizarse como materia prima química. | |||
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vinagre de madera | Una mezcla de sustancias orgánicas como ácido acético, ácido fórmico y acetona. | Se puede utilizar para fabricar pesticidas, fungicidas, conservantes de madera, etc. |
Beneficios de la pirólisis de la madera
Producción de energía sostenible: La pirólisis de la madera juega un papel importante en la producción de energía sostenible. Sus productos, biocarbón, bioaceite y gas de síntesis, proporcionan una alternativa renovable a los combustibles fósiles convencionales. Esto ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la dependencia de recursos finitos.
Gestión de residuos: A diferencia de la incineración tradicional y el tratamiento en vertederos, la pirólisis proporciona una nueva solución para el tratamiento de biomasa residual. Ayuda a reducir la contaminación ambiental causada por los vertederos y la incineración. También promueve una economía circular.
Mitigación del Cambio Climático: La producción y aplicación de biocarbón en la agricultura desempeña un papel vital en el secuestro de carbono. Al incorporar biocarbón a los suelos, podemos secuestrar carbono durante períodos prolongados. Esto ayuda a mitigar el cambio climático y mejorar la salud del suelo.
Factores que afectan la pirólisis de la madera
Cuando se trata de factores que afectan la eficiencia de la pirólisis de la madera y la distribución del producto, la temperatura, la presión y los catalizadores son las tres preocupaciones principales.
Desarrollo futuro de la pirólisis de la madera
Con la creciente demanda de energía sostenible, la tecnología de pirólisis de la madera seguirá siendo una preocupación y una aplicación generalizadas. Para lograr un mejor uso eficiente de los recursos de biomasa, su dirección de desarrollo futuro implicará mejoras e innovación en diferentes aspectos. Las siguientes son algunas posibles mejoras e innovaciones:
Las investigaciones futuras continuarán buscando condiciones óptimas de reacción de pirólisis. incluyendo temperatura, presión, etc. más apropiadas. Mediante un control más preciso de las condiciones de reacción, la madera se someterá a múltiples etapas de pirólisis a diferentes temperaturas. Esto facilita un control más preciso del producto sobre la distribución proporcional de biocarbón, bioaceite y gas de síntesis.
Los catalizadores desempeñan un papel clave en el proceso de pirólisis de la madera. El uso de nuevos catalizadores en un planta de pirólisis de biomasa, como los nanocatalizadores y los catalizadores compuestos, pueden aumentar el rendimiento del producto objetivo y reducir la generación de subproductos. Por lo tanto, aporta una mejora en el valor económico del producto en general.
El biopetróleo, un combustible líquido renovable, tiene un importante potencial de desarrollo. Sin embargo, persisten los desafíos en materia de estabilidad y densidad energética. Los esfuerzos futuros se centrarán en aumentar la pureza del bioaceite mediante técnicas eficientes de separación y purificación. También se prestará atención a optimizar su estabilidad para hacerlo más adecuado para su uso como biocombustible y materia prima química.
