Pyroliza (Piroliza)

(ang. pyrolysis) Jest reakcją chemicznego rozkładu substancji pod wpływem wysokiej temperatury, bez dostępu tlenu i innych czynników utleniających. Jest to proces wysokotemperaturowy i bezkatalityczny. W wyniku pyrolizy substancje rozkładają się na prostsze związki chemiczne o mniejszej masie cząsteczkowej. Wyjątkiem są powstające w szczególnych przypadkach tzw. spieki, które co prawda są prostsze chemicznie od pirolizowanej substancji, ale tworzą przestrzenne sieci o ciekawych właściwościach. Pyroliza, ze względu na charakter zachodzących przemian jest procesem trudnym do zbadania a obecne technologie są jeszcze w fazie rozwoju.

Będąca wstępem do procesów spalania i gazyfikacji piroliza to technologia, która w porównaniu ze spalaniem i gazyfikacją znajduje się dopiero we wczesnym stadium rozwoju. Jej produktem jest ciekłe biopaliwo zwane bioolejem lub olejem pirolitycznym, będące złożoną miksturą utlenionych węglowodorów. Zaletą pirolizy jest większa niż w przypadku spalania i gazyfikacji łatwość transportowania produktu wyjściowego, pozwalająca znacznie ograniczyć koszty transportu. Piroliza jest złożonym procesem, a właściwości jej produktu zależą od wysokości temperatury, od tego jak długo poddawano materiał jej działaniu, od obecności wody, tlenu i gazów, a także od cech poddanego pirolizie surowca.

Podczas procesu pyrolizy biomasa ulega termicznemu przekształceniu przy braku dostępu tlenu. W zależności od warunków przebiegu tego procesu można wyróżnić pyrolizę konwencjonalną, szybką i błyskawiczną.

Przebieg procesu pyrolizy:

• suszenie paliwa do wilgotności poniżej 10%
• mielenie biomasy na bardzo małe cząsteczki, aby zapewnić szybki przebieg reakcji
• reakcja pyrolizy
• wydzielenie produktów stałych
• schładzanie i gromadzenie bio-oleju.

W procesie szybkiej pyrolizy drobne cząsteczki biomasy, o niskiej wilgotności podgrzewane są bardzo szybko do temperatury 450-550°C. W rezultacie tego procesu powstaje produkt ciekły – olej pyrolityczny o wartości kalorycznej około 16-19 MJ/kg. W niewielkich ilościach powstają również gaz i węgiel drzewny, które są bezpośrednio spalane i dostarczają ciepło na potrzeby procesu pyrolizy. Olej powstający w procesie szybkiej pyrolizy stanowi od 60 do 75% masy paliwa. Może on być używany bezpośrednio jako paliwo lub też wykorzystywany do wytwarzania innych substancji.

Produkty powstające w procesie szybkiej pyrolizy:

• produkt ciekły – olej pyrolityczny (75%)
• produkt stały – węgiel drzewny (12%)
• mieszanina gazów palnych (13%).

Prawie każdy rodzaj biomasy może być poddawany procesowi szybkiej pyrolizy. Chociaż większość dotychczas przeprowadzonych badań została wykonana z wykorzystaniem drewna, to prowadzono również testy z wykorzystaniem odpadów rolniczych, roślin pochodzących z upraw energetycznych oraz osadów ściekowych.

Szybka pyroliza jest procesem bardzo zaawansowanym i wydajnym. Wymaga dokładnej kontroli parametrów, w szczególności temperatury i czasu trwania poszczególnych faz. Technologie szybkiej pyrolizy biomasy do produkcji paliw płynnych zostały z sukcesem wdrożone w kilku dużych instalacjach demonstracyjnych. Jednak nigdzie na świecie nie są obecnie stosowane na skalę komercyjną, ale uważane są za bardzo obiecujące. Główną zaletą oleju pyrolitycznego jest łatwość przechowywania i transportowania. Może on być również wykorzystywany jako półprodukt do wytwarzania cennych substancji. Ze względu na powyższe pyroliza powinna być traktowana jako technologia dopełniająca w stosunku do pozostałych procesów termochemicznych.

Dodaj artykuł do: