A pirólise é a decomposição térmica da biomassa na ausência de oxigénio ou com muito menos oxigénio do que o necessário para uma combustão completa.
Este processo converte a biomassa em formas mais úteis, como uma mistura gasosa rica em hidrocarbonetos, um líquido semelhante ao óleo e um resíduo sólido rico em carbono, conhecido como carvão.
5 pontos-chave explicados: Entendendo a Decomposição da Biomassa por Pirólise
1. Processo e Condições
A pirólise envolve o aquecimento da biomassa a temperaturas elevadas, normalmente superiores a 550 °C, num ambiente com oxigénio limitado.
Este aquecimento controlado leva à decomposição da biomassa nos seus componentes constituintes, principalmente celulose, hemicelulose e lenhina, cada um decompondo-se a diferentes temperaturas.
2. Componentes e sua decomposição
Hemicelulose decompõe-se entre 250 e 400 °C, produzindo cerca de 20% de semicoque quando aquecida a 720 °C.
A celulose requer temperaturas mais altas, de 310 a 430 °C, para se decompor, resultando em 8% de semicoque.
A lignina decompõe-se a 300-530 °C, produzindo aproximadamente 55% de semicoque.
Estas decomposições levam à formação de partículas mais pequenas de hidrocarbonetos através da despolimerização e à produção de polímeros insaturados e semicoque através da desidratação.
3. Produtos da pirólise
O processo de pirólise resulta em três produtos principais:
Gás: Uma mistura de hidrocarbonetos voláteis, incluindo CO, CO2, H2, e CH4, formados através da rutura de ligações C-C e C-H a temperaturas mais elevadas.
Líquido (Bio-óleo): Uma substância semelhante ao óleo, rica em hidrocarbonetos, produzida a temperaturas intermédias e taxas de aquecimento elevadas.
Sólido (carvão): Um resíduo rico em carbono, maximizado em processos como a pirólise lenta, onde o foco é a produção de carvão.
4. Tipos de pirólise
Pirólise lenta: Caracterizada por baixas taxas de aquecimento e tempos de residência mais longos, maximizando a produção de carvão. Historicamente, foi utilizada na indústria para produzir carvão vegetal, ácido acético, metanol e etanol.
Pirólise rápida: Envolve taxas de aquecimento mais elevadas e tempos de residência mais curtos, centrando-se na maximização do rendimento do bio-óleo.
Pirólise ultra-rápida: Funciona com taxas de aquecimento ainda mais elevadas e tempos de permanência muito curtos, tendo como principal objetivo a produção de gás.
5. Utilização histórica e industrial
A pirólise, particularmente sob a forma de destilação da madeira, tem sido utilizada desde tempos antigos, nomeadamente pelos egípcios para embalsamar e calafetar barcos.
Nos anos 1800, era uma indústria importante que fornecia combustível para a revolução industrial, principalmente através da produção de carvão vegetal.
Em suma, a pirólise é um processo versátil e essencial na conversão de biomassa em produtos energéticos valiosos, adaptando a sua metodologia em função do produto final pretendido, seja ele gás, líquido ou sólido.
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