La pirólisis es un proceso que suele funcionar en un intervalo de presión de 1-30 bares.
Este rango se utiliza habitualmente en procesos industriales.
Es especialmente importante en el procesamiento termoquímico de diversas materias primas.
Entre ellas se encuentran el metano, el etano, la nafta de petróleo, el gas ligero y los fuelóleos.
El objetivo es producir moléculas más pequeñas mediante el craqueo.
La elección de la presión dentro de este rango puede influir significativamente en la distribución del producto.
Esto incluye gases, alquitranes y carbones.
El resultado depende de la aplicación específica y de los resultados deseados.
Comprensión del rango de presión para la pirólisis (explicación de 1-30 bar)
Procesos industriales de pirólisis
En entornos industriales, la pirólisis se realiza a menudo en reactores.
Estos reactores están diseñados para soportar y funcionar eficazmente dentro del rango de presión de 1-30 bar.
Suelen ser largos y delgados.
Están fabricados con aleaciones refractarias.
Estos reactores se calientan externamente para mantener temperaturas que oscilan entre 700 y 1200°C.
Las altas temperaturas facilitan la ruptura de los enlaces covalentes.
Esto libera radicales libres reactivos.
A continuación, estos radicales participan en complejos esquemas de reacción.
Esto da lugar a un espectro de productos.
Control y optimización
La presión, junto con otras variables del proceso, desempeña un papel crucial en el control de la distribución del producto.
Estas variables incluyen la temperatura, el tiempo de residencia y la introducción de diluyentes.
Por ejemplo, las presiones más altas pueden aumentar el rendimiento de determinados productos.
Esto se observa en la pirólisis lenta de biomasa.
Las presiones más elevadas pueden dar lugar a un aumento significativo del rendimiento del carbón vegetal.
Por el contrario, en los procesos de pirólisis rápida destinados a producir bioaceite, se favorecen velocidades de calentamiento muy elevadas y tiempos de residencia cortos (inferiores a 1 segundo).
Estos procesos suelen funcionar en condiciones de presión ligeramente diferentes.
Pirólisis mejorada mecánicamente
En algunos sistemas de pirólisis se aplica presión mecánica para aumentar la velocidad de reacción.
Este enfoque se observa en los reactores de pirólisis ablativa rotativos y de placas.
Permite procesar partículas de biomasa más grandes sin estar limitado por la transferencia de calor a través de la partícula de biomasa.
Estos sistemas funcionan en condiciones en las que la presión mecánica contribuye a la alta presión de las partículas sobre la pared caliente del reactor.
Esto facilita una pirólisis más eficiente.
Características generales de la pirólisis
La pirólisis es fundamentalmente un proceso de descomposición química de materiales orgánicos a temperaturas elevadas en ausencia de oxígeno.
Implica tanto cambios físicos de fase como transformaciones químicas.
Estas transformaciones se producen de forma irreversible.
El propio término "pirólisis" deriva del griego y significa "separar por el fuego".
Esto subraya el papel fundamental de la temperatura y, por extensión, de la aplicación controlada de presión para lograr las transformaciones químicas y los rendimientos de producto deseados.
En resumen, el rango de presión para la pirólisis es un parámetro crítico.
Cuando se combina con la temperatura y otras variables del proceso, determina la eficacia y los resultados del producto del proceso de pirólisis en diversas aplicaciones industriales.
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