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A pirólise é um processo de decomposição térmica que ocorre na ausência de oxigénio, levando à decomposição de materiais orgânicos em gases, líquidos e sólidos.As propriedades físicas da pirólise são influenciadas por factores como a temperatura, a taxa de aquecimento, o tempo de residência e o tipo de material a ser pirolisado.O processo pode ser classificado em diferentes tipos, como a pirólise lenta, rápida e instantânea, cada um com caraterísticas e rendimentos de produto distintos.Os principais produtos incluem o gás de síntese (uma mistura de hidrogénio, monóxido de carbono e metano), o bio-óleo (uma mistura líquida de água e compostos orgânicos voláteis) e o biocarvão (um sólido rico em carbono).A composição específica e o rendimento destes produtos dependem das condições do processo e da matéria-prima utilizada.

Pontos-chave explicados:

1. Gama de temperaturas e o seu impacto:

   • A pirólise ocorre tipicamente a altas temperaturas que variam de 300°C a 900°C.
   • A temperatura afecta significativamente o rendimento e a composição dos produtos:
     • As temperaturas mais baixas (300-500°C) favorecem a produção de biocarvão.
     • As temperaturas moderadas (400-600°C) são óptimas para a produção de bio-óleo.
     • As temperaturas mais elevadas (acima de 600°C) aumentam o rendimento do gás de síntese.

2. Taxa de aquecimento e tempo de residência:

   • Pirólise lenta:
     • As taxas de aquecimento são baixas (0,1 a 2°C por segundo).
     • Os tempos de permanência são longos, potencialmente vários dias.
     • Este processo produz principalmente biocarvão e alcatrão devido à exposição prolongada dos gases ao calor.
   • Pirólise rápida:
     • As taxas de aquecimento são elevadas (10-200°C/s).
     • Os tempos de permanência são curtos (0,5-10 segundos).
     • Este processo maximiza os rendimentos de bio-óleo, que podem atingir 50-70 wt% numa base de biomassa seca.
   • Pirólise instantânea:
     • Taxas de aquecimento ainda mais elevadas do que a pirólise rápida.
     • Resulta em rendimentos muito elevados de bio-óleo, até 75-80 wt%.

3. Ausência de oxigénio:

   • A pirólise é conduzida num ambiente sem oxigénio para evitar a combustão.
   • Isto assegura que o material se decompõe em vez de queimar, levando à formação de gás de síntese, bio-óleo e bio-carvão.

4. Composição do produto:

   • Gás de síntese:Uma mistura de hidrogénio, monóxido de carbono e metano, que pode ser utilizada como combustível ou matéria-prima química.
   • Bio-óleo:Líquido composto por água e compostos orgânicos voláteis, adequado para posterior refinação em combustíveis ou produtos químicos.
   • Bio-carvão:Um sólido rico em carbono que pode ser utilizado como corretivo do solo ou para a fixação de carbono.

5. Fases da pirólise:

   • Doseamento e alimentação:A matéria-prima é introduzida no reator de pirólise.
   • Transformação:A matéria orgânica sofre uma decomposição térmica, decompondo-se em moléculas mais pequenas.
   • Separação de produtos:Os produtos resultantes (gás de síntese, bio-óleo e bio-carvão) são separados e recolhidos.

6. Reacções Químicas:

   • A pirólise envolve a rutura das ligações carbono-carbono e a formação de ligações carbono-oxigénio.
   • Parte da biomassa é reduzida a carbono, enquanto a parte restante é oxidada e hidrolisada, formando vários compostos.

7. Aplicações dos produtos de pirólise:

   • Gás de síntese:Utilizado na produção de eletricidade, como combustível para motores ou como matéria-prima para a síntese química.
   • Bio-óleo:Pode ser transformado em combustível para transportes ou utilizado diretamente em caldeiras industriais.
   • Bio-carvão:Utilizado na agricultura para melhorar a saúde do solo e como meio de sequestro de carbono.

Em resumo, as propriedades físicas da pirólise são definidas pelas condições do processo, incluindo a temperatura, a taxa de aquecimento e o tempo de permanência, que determinam o rendimento e a composição dos produtos resultantes.Estes produtos têm diversas aplicações, tornando a pirólise um processo versátil e valioso para converter biomassa em materiais úteis e energia.

Tabela de resumo:

Fator	Impacto na pirólise
Temperatura	- 300-500°C:Favorece a produção de biocarvão. - 400-600°C:Ótimo para bio-óleo. - Acima de 600°C:Aumenta o rendimento do gás de síntese.
Taxa de aquecimento	- Lento:Taxas baixas (0,1-2°C/s), tempo de residência longo, produz bio-char. - Rápida: Taxas elevadas (10-200°C/s), tempo de residência curto, maximiza o bio-óleo. - Flash: Taxas muito elevadas, maior rendimento de bio-óleo (75-80 wt%).
Ausência de oxigénio	Evita a combustão, assegura a decomposição em gás de síntese, bio-óleo e bio-carvão.
Produtos	- Gás de síntese:Combustível ou matéria-prima química. - Bio-óleo:Refinado em combustíveis ou produtos químicos. - Bio-carvão:Alteração do solo ou sequestro de carbono.

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