A composição do gás de pirólise da biomassa inclui principalmente dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrogénio, hidrocarbonetos com baixo número de carbono, óxido de azoto e óxido de enxofre. Este gás forma-se através do craqueamento e decomposição de grandes moléculas provenientes das fases iniciais da pirólise.
Explicação pormenorizada:
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Dióxido de Carbono (CO2) e Monóxido de Carbono (CO): Estes gases são formados através da decomposição térmica de componentes da biomassa como a celulose, hemicelulose e lignina. As reacções que levam à formação de CO2 e CO envolvem a quebra de ligações químicas dentro da estrutura da biomassa, que depois se recombinam para formar estes gases. Por exemplo, a reação C + O2 = CO2 (Equação 1 na referência) e C + ½O2 = CO (Equação 2) descrevem a formação destes gases a partir do carbono da biomassa.
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Hidrogénio (H2): O hidrogénio é produzido durante o processo de pirólise através de várias reacções, incluindo a interação do carbono com a água (C + H2O = CO + H2, Equação 4) e a decomposição de hidrocarbonetos. A presença de hidrogénio no gás de pirólise é crucial, uma vez que contribui para o poder calorífico do gás e é um componente chave na síntese de outros produtos químicos.
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Hidrocarbonetos com baixo número de carbono: Estes incluem o metano (CH4) e outros hidrocarbonetos leves. O metano é formado pela reação do carbono com o hidrogénio (C + 2H2 = CH4, Equação 7). A formação destes hidrocarbonetos é influenciada pelas condições de pirólise, tais como a temperatura e o tempo de residência.
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Óxido de azoto (NOx) e óxido de enxofre (SOx): Estes compostos são derivados do azoto e do enxofre presentes na matéria-prima da biomassa. Durante a pirólise, estes elementos são libertados e podem formar óxidos, dependendo das condições de reação. A presença destes óxidos no gás de pirólise pode afetar o seu impacto ambiental e eficiência energética.
O rendimento e a composição do gás de pirólise podem variar significativamente em função do tipo de biomassa, das condições de pré-tratamento, da temperatura de pirólise, da taxa de aquecimento e do tipo de reator. Normalmente, o rendimento dos produtos gasosos varia entre 12% e 15% em peso do peso total da biomassa. A compreensão e o controlo destes parâmetros podem ajudar a otimizar a produção de gás de pirólise para várias aplicações, incluindo a produção de energia e a síntese química.
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