As unidades de pirólise são classificadas com base no tipo de processo de pirólise e na conceção dos reactores de pirólise.
Os processos de pirólise podem ser amplamente classificados em pirólise lenta e pirólise rápida.
Cada tipo produz produtos diferentes e requer durações diferentes.
Os reactores de pirólise variam em termos de design e caraterísticas operacionais, influenciando a eficiência e o resultado do processo de pirólise.
Tipos de processos de pirólise
1. Pirólise lenta
Este processo leva várias horas para ser concluído e produz principalmente biochar.
Caracteriza-se por uma taxa de aquecimento lenta e um longo tempo de permanência da biomassa.
Isto permite a produção de um carvão de alta qualidade.
2. Pirólise rápida
Este é o sistema de pirólise mais utilizado, que se completa em segundos.
Foi concebido para maximizar a produção de bio-óleo, com um rendimento de cerca de 60%.
Juntamente com 20% de biochar e 20% de gás de síntese, a pirólise rápida inclui vários sistemas, como a pirólise de leito fixo de núcleo aberto, a pirólise rápida ablativa, a pirólise rápida ciclónica e a pirólise rápida de núcleo rotativo.
Tipos de reactores de pirólise
1. Reactores de leito fixo
São simples e fiáveis, normalmente utilizados para a produção de carvão vegetal.
Eles operam com alta preservação de carbono, baixa velocidade de gás e longo tempo de residência do sólido.
No entanto, são propensos à formação de alcatrão, que pode ser atenuada através de técnicas de conversão térmica e catalítica.
2. Pirolisadores de leito fluidizado borbulhante
Estes reactores são conhecidos pela sua grande capacidade de armazenamento de calor, excelente controlo da temperatura e boas caraterísticas de transferência de calor.
Permitem controlar os tempos de residência dos vapores e dos sólidos através do caudal de gás de fluidização e utilizam o carvão como catalisador no craqueamento dos vapores.
3. Reactores de leito fluidizado circulante
Semelhante aos leitos fluidizados borbulhantes, mas com sólidos continuamente circulados a altas velocidades, melhorando a transferência de calor e massa.
4. Reactores de cilindro rotativo
Estes envolvem um tambor rotativo que proporciona uma mistura contínua da biomassa, garantindo um aquecimento e uma pirólise uniformes.
5. Reactores ciclónicos
Utilizam o movimento ciclónico para melhorar a transferência de calor e a eficiência da reação, sendo particularmente adequados para processos de pirólise rápida.
6. Reactores de cone rotativo
Estes reactores utilizam uma forma cónica para facilitar o movimento e o aquecimento da biomassa, sendo frequentemente utilizados em sistemas de pirólise contínua.
Conceção dos Reactores de Pirólise
Design de cabeça plana
Comum em sistemas de pirólise mais simples, oferece uma construção simples mas pode comprometer a resistência à pressão.
Conceção de cabeça cónica
Proporciona uma melhor integridade estrutural sob pressão e é adequada para aplicações de alta temperatura e alta pressão.
Conceção da cabeça elipsoide
Oferece a melhor resistência à pressão e é normalmente utilizada em reactores de pirólise de elevada eficiência.
Cada tipo de unidade de pirólise e design de reator tem as suas aplicações e eficiências específicas, dependendo da produção desejada e das restrições operacionais.
A escolha da unidade de pirólise e do tipo de reator é crucial para otimizar o processo de pirólise para materiais e produtos finais específicos.
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