O óleo de pirólise rápida é uma mistura complexa composta principalmente por hidrocarbonetos oxigenados e água.
Contém também componentes adicionais, tais como carvão sólido e vários gases.
O teor de água no óleo de pirólise varia normalmente entre 20 e 30 por cento em peso (wt-%), dependendo do processo de produção.
O óleo pode ser considerado uma microemulsão, onde uma solução aquosa de produtos de decomposição de holocelulose forma a fase contínua.
Esta fase contínua estabiliza uma fase descontínua de macromoléculas de lignina pirolítica através de mecanismos como a ligação de hidrogénio.
Qual é a composição do óleo de pirólise rápida? (4 componentes principais explicados)
1. Hidrocarbonetos Oxigenados
Os principais constituintes do óleo de pirólise são os hidrocarbonetos oxigenados.
Estes são derivados da decomposição de componentes da biomassa, tais como hemicelulose, celulose e lignina.
Estes compostos incluem uma variedade de moléculas orgânicas que são vapores condensáveis formados durante o rápido aquecimento da biomassa a cerca de 500°C na ausência de oxigénio.
2. Água
O teor de água no óleo de pirólise provém tanto da humidade original da biomassa como da água produzida durante as reacções de pirólise.
Esta água é essencial para a formação da estrutura de microemulsão do óleo, ajudando na estabilização dos componentes do óleo.
3. Carvão sólido
O carvão, um subproduto da pirólise, contém carbono, oxigénio, hidrogénio e azoto.
A sua presença no óleo de pirólise depende das condições de pirólise e pode variar de 10 a 20 wt-%.
O carvão é formado devido à decomposição incompleta da biomassa durante o processo de pirólise.
4. Gases
A pirólise rápida também produz vários gases, incluindo metano, hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrocarbonetos leves.
Estes gases constituem tipicamente 15-35% dos produtos da pirólise e podem ser utilizados como combustível para sustentar o processo de pirólise.
Caraterísticas do óleo de pirólise
Aspeto Físico
O óleo de pirólise bruto é castanho escuro e assemelha-se muito à composição elementar da biomassa da qual foi derivado.
Propriedades Químicas
O óleo tem um pH baixo, baixo valor de aquecimento, baixa volatilidade, alta viscosidade e alto teor de oxigénio.
Estas propriedades podem ser melhoradas através da pirólise catalítica.
Distribuição do produto
Na pirólise rápida, a distribuição típica do produto é de aproximadamente 75 wt.% de bio-óleo, 12 wt.% de carvão e 13 wt.% de gases.
Considerações sobre o processo
Taxa de aquecimento e arrefecimento
A pirólise rápida envolve o rápido aquecimento das partículas de biomassa e a rápida extinção dos vapores de pirólise para condensar o bio-óleo de forma eficaz.
Este processo é crucial para maximizar o rendimento do bio-óleo.
Utilização de catalisadores
A utilização de catalisadores durante a pirólise pode melhorar a qualidade do bio-óleo, melhorando as suas propriedades e reduzindo a formação de subprodutos indesejáveis como o coque, que pode desativar o catalisador.
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