Los líquidos de pirólisis son una mezcla compleja de varias sustancias.
Entre ellas se incluyen hidrocarburos oxigenados, agua y, potencialmente, carbón sólido.
El contenido de agua en los líquidos de pirólisis suele oscilar entre el 20 y el 30 por ciento en peso.
Este rango depende del método de producción utilizado.
Los líquidos de pirólisis pueden considerarse microemulsiones.
Una fase acuosa continua estabiliza una fase discontinua de macromoléculas de lignina pirolítica.
Esta estabilización se produce a través de mecanismos como el enlace de hidrógeno.
Composición detallada:
1. Hidrocarburos oxigenados
Los hidrocarburos oxigenados incluyen compuestos alifáticos y aromáticos.
Estos compuestos también incluyen fenoles, aldehídos, levoglucosano, hidroxiacetaldehído y cadenas de hidrocarburos.
Estos compuestos se derivan de la descomposición de la holocelulosa durante la pirólisis.
2. Agua
El agua está presente tanto a partir de la humedad original de la biomasa como producto de reacción durante la pirólisis.
El contenido de agua influye en las propiedades del aceite de pirólisis.
Afecta a su estabilidad y comportamiento de fase.
3. Carbón sólido
Aunque no siempre está presente en la fase líquida, el carbón puede ser un subproducto de la pirólisis.
Esto es especialmente cierto en procesos que no apagan rápidamente los vapores de pirólisis.
4. Bioaceite y alquitrán
El bioaceite está compuesto por compuestos orgánicos de bajo peso molecular.
Es menos viscoso que el alquitrán, que es un líquido viscoso de color negro o marrón oscuro.
El alquitrán está compuesto por hidrocarburos y carbono libre.
La distinción entre bioaceite y alquitrán es algo arbitraria.
Algunas definiciones consideran alquitranes los productos de pirólisis con pesos moleculares superiores al benceno.
Características e implicaciones:
Naturaleza de la microemulsión
La fase acuosa continua ayuda a estabilizar el aceite.
Esto influye en su estabilidad y en sus posibles aplicaciones.
Miscibilidad y solubilidad
Los líquidos de pirólisis son en su mayoría miscibles con disolventes polares como el metanol y la acetona.
Sin embargo, son inmiscibles con aceites de petróleo.
Esto afecta a su compatibilidad con los sistemas de combustible existentes.
Densidad y contenido energético
La alta densidad de los líquidos de pirólisis (alrededor de 1,2 g/ml) en comparación con el fuelóleo ligero (alrededor de 0,85 g/ml) se traduce en un menor contenido energético en peso.
Sin embargo, su contenido energético volumétrico es mayor.
Esto tiene implicaciones para el diseño de equipos como bombas y atomizadores en calderas y motores.
Consideraciones industriales y económicas:
Tecnología de pirólisis
El desarrollo de tecnologías de pirólisis rápida tiene como objetivo optimizar el rendimiento de líquidos útiles.
Estos líquidos pueden utilizarse como combustibles o fuentes de materias primas químicas.
Las configuraciones del reactor y las variables del proceso (como la temperatura, la presión y el tiempo de residencia) afectan significativamente a la distribución del producto.
Purificación y comercialización
El biopetróleo crudo requiere purificación para cumplir las normas comerciales.
Esto pone de relieve la importancia de los procesos de refinado en la viabilidad económica de los líquidos de pirólisis.
En resumen, la composición de los líquidos de pirólisis es compleja y polifacética.
En ella intervienen diversos componentes químicos y propiedades físicas que influyen en su comportamiento y aplicaciones.
Comprender estos aspectos es crucial para la utilización y comercialización eficaces de los líquidos de pirólisis.
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