La pirólisis es la descomposición térmica de la biomasa en ausencia de oxígeno o con una cantidad de oxígeno muy inferior a la necesaria para una combustión completa.
Este proceso convierte la biomasa en formas más útiles, como una mezcla gaseosa rica en hidrocarburos, un líquido similar al aceite y un residuo sólido rico en carbono conocido como carbón vegetal.
Explicación de 5 puntos clave: Comprender la descomposición de la biomasa por pirólisis
1. 1. Proceso y condiciones
La pirólisis consiste en calentar la biomasa a altas temperaturas, normalmente superiores a 550 °C, en un entorno con oxígeno limitado.
Este calentamiento controlado conduce a la descomposición de la biomasa en sus componentes constituyentes, principalmente celulosa, hemicelulosa y lignina, cada uno de los cuales se descompone a diferentes temperaturas.
2. Componentes y su descomposición
La hemicelulosa se descompone entre 250 y 400 °C, produciendo aproximadamente un 20% de semicoque cuando se calienta a 720 °C.
La celulosa requiere temperaturas más altas, de 310 a 430 °C, para descomponerse, dando como resultado un 8% de semicoque.
La lignina se descompone a 300-530 °C, produciendo aproximadamente un 55% de semicoque.
Estas descomposiciones conducen a la formación de partículas de hidrocarburo más pequeñas por despolimerización y a la producción de polímeros insaturados y semicoque por deshidratación.
3. Productos de la pirólisis
El proceso de pirólisis da lugar a tres productos principales:
Gas: Una mezcla de hidrocarburos volátiles, incluyendo CO, CO2, H2 y CH4, formados a través de la ruptura de enlaces C-C y C-H a temperaturas más altas.
Líquido (Bio-oil): Sustancia similar al petróleo, rica en hidrocarburos, que se produce a temperaturas intermedias y altas velocidades de calentamiento.
Sólido (carbón vegetal): Un residuo rico en carbono, maximizado en procesos como la pirólisis lenta, donde el objetivo es la producción de carbón.
4. Tipos de pirólisis
Pirólisis lenta: Se caracteriza por bajas velocidades de calentamiento y tiempos de permanencia más largos, maximizando la producción de carbón. Históricamente se ha utilizado en la industria para producir carbón vegetal, ácido acético, metanol y etanol.
Pirólisis rápida: Implica velocidades de calentamiento más altas y tiempos de residencia más cortos, centrándose en maximizar el rendimiento de bioaceite.
Pirólisis ultrarrápida: Funciona a velocidades de calentamiento aún más altas y tiempos de residencia muy cortos, con el objetivo principal de la producción de gas.
5. Uso histórico e industrial
La pirólisis, especialmente en forma de destilación de la madera, se ha utilizado desde la antigüedad, sobre todo por los egipcios para embalsamar y calafatear barcos.
En el siglo XIX, era una industria importante que suministraba combustible para la revolución industrial, principalmente a través de la producción de carbón vegetal.
En resumen, la pirólisis es un proceso versátil y esencial en la conversión de biomasa en valiosos productos energéticos, adaptando su metodología en función del producto final deseado, ya sea gas, líquido o sólido.
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