Pyrolyse – definitie

Pyrolyse is een thermochemische behandeling die kan worden toegepast op elk organisch (op koolstof gebaseerd) product. Het kan zowel op zuivere producten als op mengsels worden toegepast. Bij deze behandeling wordt het materiaal blootgesteld aan hoge temperatuur, en in afwezigheid van zuurstof wordt het chemisch en fysisch gescheiden in verschillende moleculen. De ontleding vindt plaats dankzij de beperkte thermische stabiliteit van chemische bindingen van materialen, waardoor ze met behulp van de warmte kunnen worden ontbonden.

Thermische ontleding leidt tot de vorming van nieuwe moleculen. Dit maakt het mogelijk producten te verkrijgen met een ander, vaak superieur karakter dan het oorspronkelijke residu. Dankzij deze eigenschap wordt pyrolyse een steeds belangrijker proces voor de hedendaagse industrie – omdat het toelaat om veel meer waarde te geven aan gewone materialen en afval.

Pyrolyse wordt vaak geassocieerd met thermische behandeling. Maar in tegenstelling tot verbrandings- en vergassingsprocessen, waarbij materiaal geheel of gedeeltelijk wordt geoxideerd, berust pyrolyse op verhitting in afwezigheid van lucht. Hierdoor is het meestal een endotherm proces dat zorgt voor een hoge energie-inhoud in de verkregen producten.

Pyrolyseproducten produceren altijd vaste stoffen (houtskool, biochar), vloeibare stoffen en niet-condenseerbare gassen (H2, CH4, CnHm, CO, CO2 en N). Aangezien de vloeibare fase pas tijdens het afkoelen uit het pyrolysegas wordt onttrokken, kunnen deze twee stromen in sommige toepassingen samen worden gebruikt wanneer heet syngas rechtstreeks aan de brander of oxidatiekamer wordt geleverd (zie “Aanwijzingen voor het gebruik van heet syngas”).

Tijdens de pyrolyse wordt een materiaaldeeltje opgewarmd van de omgevingstemperatuur tot een bepaalde temperatuur (insteltemperatuur van de Biogreen®-apparatuur). Het materiaal blijft in de pyrolyse-eenheid en wordt getransporteerd door een schroeftransporteur met een bepaalde snelheid, totdat het proces is voltooid. De gekozen pyrolysetemperatuur bepaalt de samenstelling en het rendement van de producten (pyrolyse-olie, syngas en houtskool).

Wat beïnvloedt de resultaten van het pyrolyseproces?

• behandelde materiaalsamenstelling – elk van de hoofdbestanddelen van biomassa en afval heeft een verschillende temperatuur van thermische ontleding, wat betekent dat ze op verschillende manieren bijdragen aan de resultaten van het proces. Door de grote verscheidenheid aan materiaalsamenstellingen wordt altijd aanbevolen een pilottest uit te voeren om de prestaties van het pyrolyseproces zo nauwkeurig mogelijk te voorspellen.
• Procestemperatuur – heeft een grote invloed op de behandelingsresultaten. Hogere pyrolysetemperaturen leveren een grotere hoeveelheid niet-condenseerbare gassen op (syngas, synthetisch gas), terwijl lagere temperaturen de productie van vaste producten van hoge kwaliteit bevorderen (houtskool, biokolen, getorrificeerde brandstoffen). Temperatuur is een factor die volledig kan worden geregeld in het Biogreen®-proces dankzij een elektrisch verwarmde transportschroef waarmee de behandelingsomstandigheden nauwkeurig kunnen worden ingesteld.
• Verblijftijd van het materiaal in de pyrolysekamer – beïnvloedt de mate van thermische conversie van het ontvangen vaste product, evenals de verblijftijd van de damp, die van invloed is op de samenstelling van de dampen (condenseerbare / niet-condenseerbare fase). De verblijftijd kan in het Biogreen®-proces nauwkeurig worden geregeld door de rotatiesnelheid te veranderen van de schroeftransporteur (Spirajoule®) die het materiaal langs de reactor transporteert.
• Deeltjesgrootte en fysieke structuur – beïnvloedt de snelheid waarmee materiaal aan pyrolyse wordt onderworpen. In het algemeen worden materialen met een kleinere deeltjesgrootte sneller door de thermische ontleding getroffen, wat in grotere hoeveelheden pyrolyse-olie kan resulteren dan in het geval van grotere deeltjesgrootte.

Op zoek hoe u het pyrolyseproces in de praktijk kunt toepassen? Lees meer over de mogelijkheden door ons overzicht van de Top 20 Pyrolyse toepassingen

Biogreen® top 20 pyrolyse toepassingen

te bekijken.