¿Qué es la pirólisis?
Pirólisis
La pirólisis es un proceso de descomposición química de materiales orgánicos a temperaturas elevadas en ausencia de oxígeno. El proceso generalmente ocurre a temperaturas superiores a 430 ° C (800 ° F) y bajo presión. Simultáneamente implica el cambio de fase física y composición química, y es un proceso irreversible. La palabra pirólisis se acuña de las palabras griegas "Pyro", que significa fuego y "lisis", lo que significa separarse.
La pirólisis se usa comúnmente para convertir materiales orgánicos en un residuo sólido que contiene cenizas y carbono, pequeñas cantidades de líquido y gases. La pirólisis extrema, por otro lado, produce carbono a medida que el residuo y el proceso se llama carbonización. A diferencia de otros procesos de alta temperatura como la hidrólisis y la combustión, la pirólisis no implica la reacción con agua, oxígeno u otros reactivos. Sin embargo, como prácticamente no es posible lograr un entorno libre de oxígeno, siempre se produce una pequeña cantidad de oxidación en cualquier sistema de pirólisis.
Tipos de pirólisis
Pirólisis
Hay tres tipos de reacciones pirolíticas diferenciadas por el tiempo de procesamiento y la temperatura de la biomasa.
Pirólisis lenta
La pirólisis lenta se caracteriza por largos sólidos y tiempos de residencia de gases, bajas temperaturas y tasas de calentamiento lentas de biomasa. En este modo, las temperaturas de calentamiento varían de 0.1 a 2 ° C (32.18 a 35.6 ° F) por segundo y las temperaturas prevalecientes son casi 500 ° C (932 ° F). El tiempo de residencia de gas puede durar más de cinco segundos y el de la biomasa puede variar de minutos a días. Durante la pirólisis lenta, el alquitrán y el char se liberan como productos principales, ya que la biomasa se devolatiliza lentamente. Las reacciones de repolimerización/recombinación ocurren después de que tienen lugar las reacciones primarias.
Pirólisis flash
La pirólisis flash ocurre a velocidades de calentamiento rápidas y temperaturas moderadas entre 400 y 600 ° C (752 y 1112 ° F). Sin embargo, el tiempo de residencia de vapor de este proceso es inferior a 2s. La pirólisis flash produce menos cantidades de gas y alquitrán en comparación con la pirólisis lenta.
Pirólisis rápida
Este proceso se utiliza principalmente para producir bio-aceite y gas. Durante el proceso, la biomasa se calienta rápidamente a temperaturas de 650 a 1000 ° C (1202 a 1832 ° F) dependiendo de la cantidad deseada de productos biológicos o de gas. El carbón se acumula en grandes cantidades y debe eliminarse con frecuencia.
Se ha demostrado que la pirólisis de microondas se beneficia a la pirólisis rápida del uso del calentamiento por microondas. La biomasa generalmente absorbe muy bien la radiación de microondas, lo que hace que el calentamiento del material sea altamente eficiente, al igual que el calentamiento por microondas de los alimentos, puede reducir el tiempo necesario para iniciar las reacciones de pirólisis, y también reduce en gran medida la energía requerida para el proceso. Debido a que el calentamiento por microondas puede iniciar la pirólisis a temperaturas generales mucho más bajas (a veces tan bajas como 200-300 ° C), se ha encontrado que el bio-aceite producido contiene concentraciones más altas de productos químicos más lábiles y de mayor valor, lo que sugiere que el bio-aceite de microondas podría usarse como un reemplazo para crudos al aceite de alimentación para algunos procesos químicos.
Ventajas de la pirólisis
Los beneficios clave de la pirólisis incluyen lo siguiente:
1. Es una tecnología simple y económica para procesar una amplia variedad de materias primas.
2. Reduce los desechos que van al vertedero y las emisiones de gases de efecto invernadero.
3. Reduce el riesgo de contaminación del agua.
4. Tiene el potencial de reducir la dependencia del país de los recursos energéticos importados mediante la generación de energía a partir de los recursos internos.
5. La gestión de la desperdicio con la ayuda de la tecnología de pirólisis moderna es económica que la eliminación de los vertederos.
6. La construcción de una planta de energía de pirólisis es un proceso relativamente rápido.
7. Crea varios empleos nuevos para las personas de bajos ingresos en función de las cantidades de desechos generados en la región, lo que a su vez proporciona beneficios para la salud pública a través de la limpieza de residuos.
Aplicaciones
Algunas de las principales aplicaciones de la pirólisis incluyen las siguientes:
Se utiliza ampliamente en la industria química para producir metanol, carbono activado, carbón y otras sustancias de la madera.
El gas sintético producido a partir de la conversión de residuos utilizando pirólisis se puede usar en turbinas de gas o vapor para producir electricidad.
Una mezcla de piedra, tierra, cerámica y vidrio obtenida de desechos pirolíticos se puede utilizar como material de construcción: escoria de construcción o para llenar los revestimientos de los vertederos.
Desempeña un papel importante en la espectrometría de fechas y masas de carbono-14.
También se usa para varios procedimientos de cocción como caramelización, asado, freír y hornear.
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