A pirólise instantânea é um processo de decomposição térmica rápida caracterizado por elevadas taxas de aquecimento e tempos de residência curtos, utilizado principalmente para converter biomassa em produtos valiosos, como bio-óleo, gases e carvão. O processo opera com taxas de aquecimento que variam de 100-10.000°C/s e tempos de residência tão curtos quanto 1 segundo, garantindo a rápida conversão de biomassa em produtos úteis.
Taxas de aquecimento e tempos de residência:
A pirólise flash distingue-se pelas suas taxas de aquecimento extremamente elevadas, que podem variar entre 100 e 10.000°C/s. Este aquecimento rápido é crucial para a decomposição eficiente da biomassa nos seus produtos constituintes. O tempo de permanência no reator é mínimo, normalmente inferior a 2 segundos, o que garante que a biomassa é rapidamente convertida sem degradação extensiva ou formação de subprodutos indesejados.Produtos e respetivos rendimentos:
Os produtos primários da pirólise flash incluem bio-óleo, gases e carvão. Os rendimentos destes produtos são tipicamente os seguintes: condensado líquido (bio-óleo) ~10-20%, gases 60-80%, e carvão 10-15%. O elevado rendimento dos gases e do bio-óleo torna a pirólise instantânea particularmente atractiva para a produção de energia e de matérias-primas químicas.
Decomposição da biomassa e intervalos de temperatura:
A biomassa contém três estruturas principais de macromoléculas: hemicelulose, celulose e lignina. Durante a pirólise instantânea, esses componentes se decompõem em diferentes faixas de temperatura para produzir vários produtos. A hemicelulose decompõe-se a temperaturas de cerca de 200-300°C, produzindo gases de síntese e iniciando a formação de bio-óleo. A celulose decompõe-se a 250-350°C, dando origem a mais bio-óleo e ao início da formação de biochar. A lenhina decompõe-se a temperaturas mais elevadas, cerca de 300-500°C, produzindo principalmente biochar.Mecanismos de transferência de calor:
Os principais métodos de transferência de calor na pirólise flash envolvem a transferência de calor gás-sólido por convecção e a transferência de calor sólido-sólido por condução. Um reator de leito fluidizado é comumente usado, onde aproximadamente 90% da transferência de calor ocorre por condução. O leito fluidizado também facilita o atrito, onde a fricção entre a biomassa e o catalisador quente corrói a superfície da biomassa, expondo material fresco para a reação e mantendo a atividade do catalisador.
