A pirólise lenta é um processo que converte a biomassa em biochar.
O rendimento do biochar varia normalmente até 30% do peso da biomassa seca.
Este rendimento é influenciado por vários factores.
Estes factores incluem a matéria-prima da biomassa, a taxa de aquecimento, a temperatura de pirólise e o tempo de residência do vapor.
A temperatura de tratamento mais elevada (HTT) tem o impacto mais significativo nas caraterísticas do produto final.
Explicação pormenorizada:
1. Visão geral do processo
A pirólise lenta envolve o aquecimento lento da biomassa num ambiente com oxigénio limitado ou sem oxigénio.
Este processo utiliza normalmente taxas de aquecimento entre 1 e 30 °C por minuto.
É normalmente efectuado à pressão atmosférica.
São utilizadas fontes de calor externas, como a combustão dos gases produzidos ou a combustão parcial da matéria-prima de biomassa.
2. Influência da temperatura e do tempo de residência
O funcionamento da pirólise lenta a temperaturas entre 400-800°C com tempos de residência longos maximiza o rendimento do carvão vegetal.
Isto produz cerca de 30% do peso da biomassa seca como carvão vegetal.
Pressões mais elevadas podem aumentar significativamente este rendimento.
A temperatura de pirólise afecta diretamente tanto o rendimento como a composição do carvão vegetal.
Temperaturas mais baixas produzem mais carvão vegetal, mas resultam num produto com maior teor de voláteis.
3. Caraterísticas do produto
O biocarvão produzido através da pirólise lenta consiste maioritariamente em carbono.
Tipicamente, cerca de 80% do biochar é carbono.
As propriedades do biochar, tais como o teor de carbono fixo, o pH em solução, o valor de aquecimento mais elevado e a área de superfície BET, são influenciadas pela intensidade do tratamento térmico.
Temperaturas mais elevadas e tempos de residência mais longos no processo de pirólise aumentam geralmente o teor de carbono fixo e melhoram as propriedades do biochar.
4. Impacto ambiental
Quando o biocarvão é adicionado ao solo, pode inicialmente reduzir a taxa de mineralização do carbono.
Isto deve-se possivelmente ao facto de a comunidade microbiana do solo se adaptar às novas condições.
Este efeito é mais pronunciado nos biocarvões com elevado teor de carbono fixo.
Estes são produzidos através de tratamentos térmicos mais severos.
Em resumo, a pirólise lenta produz biochar com rendimentos até 30% do peso da biomassa seca.
As caraterísticas do produto final dependem fortemente das condições de pirólise.
Em particular, a temperatura e o tempo de residência desempenham um papel crucial.
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