La velocidad de calentamiento afecta significativamente al proceso y a los productos de la pirólisis.
A mayor velocidad de calentamiento, la pirólisis es más rápida, lo que maximiza la producción de biocombustibles y gases.
Una velocidad de calentamiento más baja da lugar a una pirólisis lenta, favoreciendo la producción de productos sólidos de alta calidad como el carbón vegetal y el biocarbón.
Explicación de 4 factores clave
1. Pirólisis rápida
La pirólisis rápida se caracteriza por unas tasas de calentamiento y transferencia de calor muy elevadas.
Las temperaturas de pirólisis controladas y el enfriamiento rápido de los productos son esenciales en la pirólisis rápida.
El tiempo de permanencia a la temperatura de pirólisis es muy corto, normalmente inferior a un segundo.
Este proceso está diseñado para maximizar el rendimiento de los biocombustibles, con hasta un 80% de la biomasa convertida en una forma utilizable.
A temperaturas más bajas (hasta unos 650°C), el proceso maximiza el rendimiento de los vapores condensables, que pueden ser aproximadamente el 70% del peso de la biomasa como líquido.
A temperaturas más altas (por encima de 700°C), el rendimiento se desplaza hacia los gases no condensables, con cerca del 80% de la biomasa convertida en gas combustible.
2. Pirólisis lenta
Por el contrario, la pirólisis lenta implica temperaturas más bajas y velocidades de calentamiento de la biomasa más lentas.
Las temperaturas en la pirólisis lenta oscilan entre 0,1 y 2 °C por segundo, con temperaturas predominantes en torno a los 500 °C.
Los tiempos de permanencia tanto del gas como de la biomasa son significativamente más largos, desde minutos hasta días.
Este proceso más lento favorece la producción de alquitrán y carbón como productos primarios.
Tras la desvolatilización primaria se producen importantes reacciones de repolimerización/recombinación.
3. Impacto en la eficiencia energética y la calidad del producto
La elección de la velocidad de calentamiento no sólo afecta al tipo de productos obtenidos, sino también a la eficiencia energética del proceso.
Por ejemplo, la pirólisis lenta a 500°C puede tener una eficiencia energética de alrededor del 33%, requiriendo un consumo de energía tres veces superior al necesario para el propio proceso de pirólisis.
Esto se debe al uso ineficiente del calor en el proceso, que también da lugar a la producción de calor residual.
Por el contrario, la pirólisis rápida, con su rápido calentamiento y enfriamiento, puede ser más eficiente desde el punto de vista energético, especialmente cuando se diseña para optimizar la transferencia de calor y minimizar el tiempo de residencia.
4. Conclusión
La velocidad de calentamiento en la pirólisis es un parámetro crítico que determina la naturaleza y la eficiencia del proceso.
La pirólisis rápida es adecuada para la producción de biocombustibles, ya que ofrece altos rendimientos y una eficiencia energética potencialmente mejor.
La pirólisis lenta es más apropiada para producir combustibles sólidos de alta calidad, como el carbón vegetal.
La selección del tipo de pirólisis adecuado depende de los productos finales deseados y de los requisitos energéticos y operativos específicos del sistema de pirólisis.
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