La pirólisis consiste principalmente en aplicar altas temperaturas, normalmente entre 400 y 550°C, a un material en ausencia de oxígeno.
Este calentamiento es necesario para iniciar la degradación termoquímica del combustible sólido.
El proceso conduce a la ruptura de los enlaces carbono-carbono y a la formación de enlaces carbono-oxígeno.
El calor necesario para la pirólisis puede suministrarse a través de varios métodos.
1. Intercambio directo de calor
El intercambio directo de calor implica el uso de un portador de calor sólido o una corriente de gas caliente.
La corriente de gas caliente se suele calentar mediante la combustión del residuo de carbón sólido del proceso de pirólisis.
La corriente de gas caliente también suele utilizarse para la fluidización en el reactor.
2. Combustión parcial dentro del reactor
La combustión parcial dentro del reactor implica la adición controlada de aire para quemar parcialmente la biomasa dentro del reactor.
Aunque este método se desvía ligeramente de la definición tradicional de pirólisis, puede conseguir una distribución de productos similar.
Esto es particularmente cierto en términos de licuefacción termoquímica directa.
3. Intercambio de calor indirecto
El intercambio de calor indirecto utiliza intercambiadores de calor, como las paredes del reactor o tubos/placas integrados en el reactor.
Estos pueden ser calentados por varias fuentes, incluyendo gases o líquidos calientes, o incluso electricidad.
Mecanismos de transferencia de calor en la pirólisis flash
En el contexto de la pirólisis flash, los mecanismos de transferencia de calor implican principalmente la transferencia de calor gas-sólido por convección y la transferencia de calor sólido-sólido por conducción.
Un lecho fluidizado facilita una transferencia de calor eficiente predominantemente por conducción, con cierta contribución de la convección.
El proceso de fluidización también provoca atrición, donde la fricción entre la biomasa y el catalizador caliente erosiona la superficie de la biomasa.
Esto expone material fresco para la reacción y mantiene la actividad del catalizador al eliminar la capa de carbono que lo rodea.
La importancia de la fuente de calor en la pirólisis
La fuente de calor en la pirólisis es fundamental, ya que influye directamente en la eficacia y los productos del proceso.
Los distintos métodos de calentamiento y diseños de reactores se adaptan para optimizar la conversión de biomasa en productos valiosos como bioaceite, gases y carbón vegetal.
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