La composición del gas de pirólisis de biomasa incluye principalmente dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrógeno, hidrocarburos con bajo número de carbono, óxido de nitrógeno y óxido de azufre. Este gas se forma a través del craqueo y la descomposición de grandes moléculas que se originan en las etapas iniciales de la pirólisis.
Explicación detallada:
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Dióxido de Carbono (CO2) y Monóxido de Carbono (CO): Estos gases se forman mediante la descomposición térmica de componentes de la biomasa como la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. Las reacciones que conducen a la formación de CO2 y CO implican la ruptura de enlaces químicos dentro de la estructura de la biomasa, que luego se recombinan para formar estos gases. Por ejemplo, la reacción C + O2 = CO2 (ecuación 1 de la referencia) y C + ½O2 = CO (ecuación 2) describen la formación de estos gases a partir del carbono de la biomasa.
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Hidrógeno (H2): El hidrógeno se produce durante el proceso de pirólisis a través de varias reacciones, incluyendo la interacción del carbono con el agua (C + H2O = CO + H2, Ecuación 4) y la descomposición de hidrocarburos. La presencia de hidrógeno en el gas de pirólisis es crucial, ya que contribuye al valor calorífico del gas y es un componente clave en la síntesis de otros productos químicos.
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Hidrocarburos con bajo número de carbono: Incluyen el metano (CH4) y otros hidrocarburos ligeros. El metano se forma mediante la reacción del carbono con el hidrógeno (C + 2H2 = CH4, ecuación 7). En la formación de estos hidrocarburos influyen las condiciones de pirólisis, como la temperatura y el tiempo de permanencia.
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Óxido de nitrógeno (NOx) y óxido de azufre (SOx): Estos compuestos se derivan del nitrógeno y el azufre presentes en la materia prima de biomasa. Durante la pirólisis, estos elementos se liberan y pueden formar óxidos dependiendo de las condiciones de reacción. La presencia de estos óxidos en el gas de pirólisis puede afectar a su impacto medioambiental y a su eficiencia energética.
El rendimiento y la composición del gas de pirólisis pueden variar significativamente en función del tipo de biomasa, las condiciones de pretratamiento, la temperatura de pirólisis, la velocidad de calentamiento y el tipo de reactor. Normalmente, el rendimiento de los productos gaseosos oscila entre el 12% y el 15% en peso del peso total de la biomasa. Conocer y controlar estos parámetros puede ayudar a optimizar la producción de gas de pirólisis para diversas aplicaciones, como la producción de energía y la síntesis química.
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