La biomasa residual es una materia prima renovable. La pirólisis es una de las tecnologías importantes para reciclar la biomasa residual. Se pueden obtener valiosos bioaceites, biocarbón y gas de pirólisis mediante pirólisis de biomasa en condiciones de hipoxia.
¿Qué es la pirólisis de la biomasa?
Comparación de pirólisis rápida y pirólisis lenta
La pirólisis se puede dividir en dos subgrupos: pirólisis lenta y pirólisis rápida. Las diferencias clave son la temperatura máxima de reacción y la velocidad de calentamiento. Las diferentes temperaturas de reacción y velocidades de calentamiento son factores principales que influyen en la morfología de los principales productos de pirólisis. La siguiente tabla presenta una comparación entre las características de la pirólisis lenta y rápida. Por lo general, la pirólisis lenta favorece la producción de carbón sólido, mientras que la pirólisis rápida favorece la producción de bioaceite líquido.
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Caracteristicas |
Pirólisis lenta | Pirólisis Rápida |
| Temperatura | 300℃-600℃ |
600 ℃ -1000 ℃ |
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Tiempo de residencia |
Calentamiento de la muestra en horas o días. | Calentamiento de la muestra en segundos (1–2 s) o minutos (1-10 min) y rápida condensación de productos en segundos. |
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Tasas de calentamiento |
0.1°C/s-80°C/s | 100°C/s–1000°C/s |
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Aireación |
Sin oxígeno o limitado | Libre de oxigeno |
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Tamaño de partícula |
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| Producto principal | biocarbón sólido |
Bio-aceite líquido |
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Ventajas |
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Desventajas |
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Subproductos de Pirólisis de Biomasa y sus Aplicaciones
Debido a que no hay oxígeno presente en la pirólisis, no se produce combustión. En cambio, la pirólisis de la biomasa produce tres productos: bioaceite líquido, biocarbón sólido y biogás. La proporción de estos productos depende de la composición de la biomasa y los parámetros del proceso.
Amplias aplicaciones de biochar
El biocarbón es el principal producto de la pirólisis lenta (300 ℃-600 ℃). Es un material carbonoso negro generado durante la reacción pirolítica en un ambiente de alta temperatura y bajo oxígeno. Es un residuo rico en carbono estable que queda después de que los gases y líquidos volátiles hayan sido eliminados durante la pirólisis. Aquí hay varios usos comunes de biochar:
Enmienda del suelo: El biocarbón se utiliza como acondicionador del suelo para mejorar la fertilidad del suelo, la retención de agua y la disponibilidad de nutrientes.
Secuestro de carbón: Sirve como un método para el secuestro de carbono. Esto ayuda a mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático.
Combustible eficiente: Puede servir como combustible industrial eficiente en fábricas de acero, fábricas de cemento, centrales eléctricas de carbón, etc. También se usa ampliamente como combustible para cocinar y calentar el hogar, barbacoas y supervivencia en la naturaleza.
Alimentación animal biocarbón: Agregado a la alimentación del ganado, puede reducir las emisiones de gas metano de los rumiantes al regular la capacidad digestiva del ganado, lo que es beneficioso para el medio ambiente.
Gran potencial del bioaceite
El bioaceite es el producto principal de la pirólisis rápida (600 ℃-1000 ℃). Es un líquido marrón oscuro. Es una mezcla de hidrocarburos complejos con gran cantidad de oxígeno y agua. Su poder calorífico es de 15.0 ~ 16.0 MJ/kg, que es 50-70% de combustible a base de petróleo. A continuación se explican las posibles áreas de aplicación del bioaceite.
Combustible industrial: En comparación con los productos gaseosos, el bioaceite tiene una mayor densidad energética y es más fácil de almacenar o transportar. Por lo tanto, se considera una materia prima alternativa prometedora para el combustible a base de petróleo. Sus aplicaciones potenciales incluyen su uso como combustible para calefacción y generación de energía de calderas, motores y turbinas.
Fabricación de productos químicos: El bioaceite contiene una variedad de compuestos valiosos. Por lo tanto, la extracción química o la reacción del bioaceite se puede utilizar para producir productos químicos especiales. Por ejemplo, se puede utilizar para producir conservantes, líquidos de tabaco, precursores de resinas, fertilizantes y aditivos en la industria farmacéutica y saborizantes en la industria alimentaria.
Materias primas comunes de biomasa para pirólisis
Se puede utilizar una variedad de materiales de biomasa en el proceso de pirólisis. En comparación con la biomasa en un sentido amplio, la biomasa lignocelulósica en un sentido estricto se usa más ampliamente en la pirólisis.
- Residuos de madera procedentes de la tala o poda de árboles
Estos desechos suelen incluir ramas, cortezas, copas de árboles, hojas, etc. Son las partes que no tienen valor de uso directo en las actividades de tala o poda. - Residuos de desechos 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.
- Straws: Son principalmente pajas de varios granos, como paja de trigo y paja de maíz, etc.
- Residuo de grano: Esto se refiere a los residuos producidos después de la cosecha de cultivos, como mazorcas de maíz, cáscaras de arroz, etc.
- Residuos de frutas y verduras: Se trata de piezas de desecho producidas en la industria hortofrutícola, como pieles, huesos de frutas, etc.
Proceso de pirólisis de biomasa
El proceso de pirólisis de la biomasa consta típicamente de las siguientes etapas:
- El secado: Antes de que comience la pirólisis, la biomasa se seca para reducir su contenido de humedad. El exceso de humedad puede reducir la eficiencia del proceso de pirólisis y provocar una descomposición incompleta.
- Calefacción: A continuación, la biomasa seca se calienta a una determinada temperatura en un reactor de pirólisis. El rango de temperatura puede variar según los productos deseados y el tipo de biomasa.
- pirólisis: Con el aumento de la temperatura y la ausencia de oxígeno, la biomasa sufre descomposición térmica y se descompone en compuestos de menor peso molecular. Producir así tres productos principales.
- Condensación: Después de la descomposición, el bioaceite y el biogás se enfrían, dando lugar al bioaceite líquido.
Beneficios de la Biomasa de Pirólisis
La pirólisis de biomasa es una tecnología valiosa y prometedora con beneficios económicos y ambientales. La información específica es la siguiente.
