A pirólise envolve essencialmente a aplicação de temperaturas elevadas, normalmente entre 400 e 550°C, a um material na ausência de oxigénio.
Este aquecimento é necessário para iniciar a degradação termoquímica do combustível sólido.
O processo leva à rutura das ligações carbono-carbono e à formação de ligações carbono-oxigénio.
O calor necessário para a pirólise pode ser fornecido através de vários métodos.
1. Troca direta de calor
A troca direta de calor envolve a utilização de um transportador de calor sólido ou de um fluxo de gás quente.
O fluxo de gás quente é frequentemente aquecido pela combustão do resíduo sólido de carvão do processo de pirólise.
O fluxo de gás quente é também normalmente utilizado para fluidização no reator.
2. Combustão Parcial no Interior do Reator
A combustão parcial no interior do reator envolve a adição controlada de ar para queimar parcialmente a biomassa no interior do reator.
Embora este método se afaste ligeiramente da definição tradicional de pirólise, pode obter uma distribuição de produtos semelhante.
Isto é particularmente verdadeiro em termos de liquefação termoquímica direta.
3. Troca de calor indireta
A troca de calor indireta utiliza permutadores de calor, tais como as paredes do reator ou tubos/placas incorporados no reator.
Estes podem ser aquecidos por várias fontes, incluindo gases ou líquidos quentes, ou mesmo eletricidade.
Mecanismos de transferência de calor na pirólise instantânea
No contexto da pirólise instantânea, os mecanismos de transferência de calor envolvem principalmente a transferência de calor gás-sólido por convecção e a transferência de calor sólido-sólido por condução.
Um leito fluidizado facilita a transferência eficiente de calor predominantemente por condução, com alguma contribuição da convecção.
O processo de fluidização também causa atrito, onde a fricção entre a biomassa e o catalisador quente corrói a superfície da biomassa.
Isto expõe material fresco para reação e mantém a atividade do catalisador ao remover a camada de carbono à sua volta.
A importância da fonte de calor na pirólise
A fonte de calor na pirólise é crítica, pois influencia diretamente a eficiência e os produtos do processo.
Diferentes métodos de aquecimento e designs de reactores são adaptados para otimizar a conversão de biomassa em produtos valiosos como bio-óleo, gases e carvão.
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