Universidad Politécnica de Zacatecas.

Seminario de ingeniería en Biomasa

REVISIÓN DE PIRÓLISIS RÁPIDA DE LA BIOMASA Y LA MEJORA DE PRODUCTO

1/Marzo/13

Disponible en línea 03 de marzo 2011

Resumen.

        Este artículo ofrece una revisión actualizada sobre la pirólisis rápida de la biomasa para la producción de un líquido normalmente se conoce como bio-aceite. La tecnología de pirólisis rápida se describe incluyendo los sistemas de reacción principales.

       Es particular de interés la creciente diversidad de métodos y catalizadores y en particular la complejidad y sofisticación de los sistemas de catalizadores multifuncionales.

1. Introducción.

        Los combustibles de biomasa y residuos se pueden convertir en valiosas formas de energía a través de un número de procesos que incluyen térmica, procesos biológicos y mecánicos o físicos. Mientras que el proceso biológico es por lo general muy selectivo, y produce un pequeño número de productos discretos con alto rendimiento utilizando catalizadores biológicos, la conversión térmica a menudo da productos complejos, en tiempos de reacción muy cortos se utilizan a menudo catalizadores inorgánicos para mejorar la calidad del producto o el espectro. La pirólisis se ha aplicado desde hace miles de años para producción de carbón vegetal, pero es sólo en los últimos 30 años se ha convertido de considerable interés. Esto es porque el proceso directamente da altos rendimientos de líquidos de hasta 75% en peso.

La figura. 1 resume los mercados para los productos de la
tres procesos principales térmicos disponible para la conversión de biomasa
a una forma de energía más útil.

·         Pirolisis: Aplicaciones en la mayoría de países industrializados y países en desarrollo.

·         gasificación

·         combustión: Aplicaciones en la mayoría de países industrializados y
países en desarrollo.

            Se espera que esta tecnología pueda ofrecer una contribución considerable a corto plazo en términos de versatilidad, la mejora de la eficiencia y la aceptabilidad medioambiental.

2. La pirólisis rápida.

La pirólisis es la descomposición térmica y tiene lugar en ausencia de oxígeno. Menores temperaturas de proceso y tiempos más largos de residencia del vapor favorecen la producción de carbón vegetal. Altas  temperaturas y tiempos de permanencia más largos aumentan la conversión de biomasa a gas y moderadas temperaturas y cortos tiempo de residencia del vapor son óptimas para la producción de líquidos. Tres productos son siempre producidos, pero las proporciones puede variar en un amplio intervalo.

La Tabla 1 y la fig. 2 indican la distribución del producto obtenido a partir de los diferentes modos de la pirólisis, que muestran la flexibilidad considerable alcanzable mediante el cambio de condiciones para el proceso. La pirólisis rápida para la producción de líquidos es actualmente de especial interés porque el líquido puede ser almacenado y transportado, y se utiliza para energía, productos químicos o como portador de energía.

2.1. Principios.

En pirólisis rápida, la biomasa se descompone muy rápidamente, en su mayoría vapores, aerosoles carbón y algunos gases. Después de enfriamiento y condensación, un marrón oscuro homogéneo líquido móvil se forma, que tiene un valor de calentamiento medio.

 Las esenciales características de un proceso de pirólisis rápida para la producción de líquidos son:

·         Muy altas velocidades de calentamiento junto con las tasas de transferencia de calor.

·          Temperatura cuidadosamente controlada de reacción de pirolisis en torno a 500º C para maximizar el rendimiento de líquidos.

·         Corto tiempo de residencia del vapor caliente típicamente de menos de 2 s.

·          El enfriamiento rápido de los vapores de la pirólisis para dar al aceite bio-
producto.

El rendimiento del líquido depende del tipo de biomasa, temperatura, tiempo de residencia del vapor caliente, la separación char, y el contenido de cenizas de biomasa.

Un proceso de pirólisis rápida incluye el secado de la alimentación a típicamente menos de 10% de agua con el fin de minimizar el agua en el aceite (producto líquido), moliendo el alimento para asegurar una reacción rápida, eficiencia de la separación de sólidos (char), y un enfriamiento. Prácticamente cualquier forma de biomasa puede ser considerado para una rápida pirolisis, más de 100 tipos diferentes de biomasa han sido probados por muchos laboratorios, que van desde residuos agrícolas, cultivos energéticos, residuos forestales y residuos sólidos.

2.2. Rápidos reactores de pirolisis.

En el corazón de un proceso de pirólisis rápida es el reactor. La principal atención se está prestando para el control y mejora de los líquidos de calidad y mejora de los sistemas de recogido de este. El resto del proceso de pirólisis rápida de la biomasa consiste en recepción, almacenamiento y manipulación, la biomasa de secado y molienda, colección de productos, almacenamiento y, en su caso, realizar la actualización.

La Tabla 2 enumera la mayoría de las actividades conocidas recientes y actuales en pirólisis rápida dispuestos según el tipo de reactor y máximo conocido rendimiento.

2.2.1. Burbujeantes lechos fluidos.

Tienen las ventajas de que es simple en construcción y funcionamiento, buen
control de la temperatura y la transferencia de calor es muy eficiente a
partículas de biomasa derivados de la densidad de sólidos.

 La figura. 3 muestra una configuración típica usando precipitadores electrostáticos para la coalescencia y la recogida de lo que se denominan aerosoles.

2.2.1.1. Calefacción.

El calentamiento puede lograrse en una variedad de formas. Sin embargo, la transferencia de calor a la cama a gran escala de operación tiene que ser considerado cuidadosamente debido a la ampliación de los diferentes métodos de de transferencia de calor.

2.2.1.2. Char.

 El tiempo de residencia del vapor y sólido está controlada por la tasa de flujo del gas de fluidificación y es mayor para char que para los vapores. El alto nivel de gases inertes derivados del gas permanente para la fluidización resulta en presiones parciales muy bajas para la condensación de vapores.

Dependiendo de la configuración del reactor y velocidades de gas, una gran parte del residuo carbonoso será de un tamaño y forma comparable con la biomasa de alimentación. El carbón fresco es pirofórico es decir, que espontáneamente entra en combustión cuando se expone al aire, de modo que se requiere cuidadoso manejo y almacenamiento. Esta propiedad se deteriora con el tiempo debido a la oxidación de sitios activos sobre la superficie char.

2.2.1.3. Antecedentes.

 Todos los primeros trabajos sobre lechos fluidos se llevado a cabo en la Universidad de Waterloo en Canadá, es pionero en la ciencia de la pirólisis. Burbujeantes lechos fluidos líquido han sido seleccionados para un mayor desarrollo por varias empresas, entre ellas Unión Fenosa.

Muchas unidades de investigación también se han construido en las universidades e instituciones de investigación de todo el mundo, ya que son relativamente fáciles de construir y operar y dar buenos resultados, y muchos se enumeran en la Tabla 2.

2.2.2. Lechos fluidos circulantes y camas transportados.

Lecho fluido circulante (CFB) y el reactor de lecho transportado sistemas tienen muchas de las características de lechos burbujeantes describe anterior, excepto que el tiempo de residencia del residuo carbonoso es casi el mismos que para los vapores y gases. Esto puede conducir a un contenido mayor de carbón recogido en el bio-aceite.

Un diseño típico se muestra en la figura. 4.

2.2.2.1. Calefacción.

Suministro de calor es normalmente de recirculación de arena calentada de una cámara de combustión secundaria. El calor de transferencia es una mezcla de conducción y convección en el tubo ascendente.

2.2.2.2. Char.

Todo el carbón se quema en el reactor secundario para volver a calentar la arena circulante, así que no hay char disponible.

2.2.2.3. Antecedentes.

 Un ejemplo es la escala 650 kg / h planta de ENEL en Italia, construido por Ensyn .

2.2.3. Rotación de cono

El reactor giratorio cono, inventado en la Universidad de Twente y desarrollado por BTG, es un fenómeno relativamente de reciente desarrollo y opera con transporte que se efectúa por las fuerzas centrífugas en un cono giratorio en lugar de gas.

La figura. 5 muestra un prototipo en un proceso de pirólisis rápida.

2.2.4. Pirólisis ablativo

Pirólisis ablativa es sustancialmente diferente en concepto en comparación con otros métodos de pirólisis rápida. En ablativo el calor de pirólisis, se transfiere de la pared caliente del reactor para "fundir" la madera que está en contacto con la bajo presión.

La velocidad de reacción es fuertemente influenciada por la presión de la madera en la climatizada superficie, la velocidad relativa de la madera y el calor
superficie de intercambio, y la temperatura de la superficie del reactor.

2.2.4.1. Char.

 El carbón es un polvo fino que se puede separar por ciclones y filtros de vapor de agua caliente como para la reacción de sistemas de  lecho fluido.

2.2.5. Otros sistemas de reacción

2.2.5.1. De flujo de arrastre.

Pirólisis de flujo rápido incorporado es, una tecnología simple, pero no ha tenido tanto éxito debido a la deficiente transferencia de calor entre un gas caliente y una partícula sólida.

2.2.5.2. Vacío pirólisis.

El proceso operado a 450? C y 100 kPa. Rendimientos líquidos de 35 al 50%. El proceso es complejo y costoso debido a que el alto vacío necesario el uso de muy grandes recipientes y tuberías. Las ventajas del procedimiento son que se puede procesar las partículas más grandes, hay menos char en el producto líquido y no se necesita gas portador

2.2.5.3. Tornillo y augur hornos.

La naturaleza de los reactores de accionamiento mecánico es que la residencia tiene muy corto tiempos comparables a los fluidos y los fluidos circulantes son difíciles
de lograr, los tiempos de residencia del vapor caliente puede variar 5 a 30 s, dependiendo del diseño y tamaño del reactor. Los ejemplos incluyen reactores de tornillo y, más recientemente, el Lurgi LR reactor en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT).

2.2.5.5. Pirólisis Microondas.

Calefaccion de Microondas es fundamentalmente diferente de todas las otras técnicas, debido a que las partículas de biomasa se ​​calienta desde dentro y por transferencia de calor externo de una fuente de calor de alta temperatura. El calentamiento por microondas requiere un material con un alto constante dieléctrica o factor de pérdida, de los cuales el agua es un buen ejemplo.

Uno de los aspectos potencialmente valiosos de la pirólisis microondas es que debido a la ausencia de gradientes térmicos, un ambiente es creado para estudiar algunos de los fundamentos de pirólisis rápida. Esto ofrece la posibilidad de examinar la efecto del gradiente térmico en una partícula de pirólisis y el reacciones secundarias que se producen dentro y fuera la partícula de la biomasa.

2.2.5.6. Hidropirolisis.

 En un esfuerzo para reducir el oxígeno contenido del producto de bio-aceite dentro de un proceso de un solo paso. El concepto tiene algunos requisitos contradictorios, la presión en la pirólisis aumenta el rendimiento de carbón y reduce los rendimientos de líquidos mientras que se requieren altas presiones para proporcionar hidrogenación eficaz.

2.3. Transferencia de calor en pirólisis rápida

Hay una serie de desafíos técnicos que enfrenta el desarrollo de pirólisis rápida, de los cuales el más importante es el calor transferir al reactor. La pirólisis es un proceso endotérmico, requieren una entrada de calor sustancial para elevar la biomasa a
temperatura de reacción, aunque el calor de reacción es insignificante. El gas subproducto sólo contiene aproximadamente el 5% de la energía en el alimento y esto no es suficiente para la pirólisis. Los principales métodos de prestación del calor necesario son:

·         A través de las superficies de transferencia de calor situados en lugares adecuados en el reactor.

·         Calefacción parcial, suele ser satisfactoria y deseable para optimizar la eficiencia energética.

·         Por la adición de un poco de aire caliente, aunque esto puede crear
manchas y el aumento de la rotura de los líquidos a los alquitranes.

Hay una variedad de maneras de proporcionar el calor de proceso. Esta faceta de diseño del reactor de pirólisis y la optimización es más importante para las unidades comerciales y atraerá la atención cada vez mayor.

           

2.4. Eliminación Char

Char actúa como un catalizador de craqueo de vapor tan rápido y eficaz, la separación de los vapores de producto de pirólisis es esencial. Los ciclones son el método habitual para la eliminación de char. Un cierto éxito se ha logrado con la filtración de vapor caliente que es análoga a la limpieza de gases calientes en sistemas de gasificación. Los problemas surgen con la naturaleza pegajosa de carbón fino, pero modificación de la microestructura mediante la adición de líquido disolventes tales como metanol o etanol que solubilizar los componentes solubles puede mejorar este problema y contribuir a mejoras en la estabilidad de líquido.

2.5. Colección de líquidos

Los productos gaseosos de la pirólisis rápida consisten en aerosoles, verdaderos vapores y gases no condensables. Éstos requieren un rápido enfriamiento para minimizar las reacciones secundarias y condensar los vapores verdaderos, mientras que los aerosoles requieren coalescencia adicional o aglomeración. Sustitución sencilla de calor indirecto puede causar una deposición preferencial de la lignina de componentes derivados que conduce a fraccionamiento líquido y el bloqueo eventualmente en tuberías y los intercambios de calor. El enfriamiento en el producto bio-aceite o en un hidrocarburo disolvente inmiscible se practica ampliamente.

El producto de vapor de lecho fluido y el ser transportado a los reactores de lecho tiene una baja presión parcial de productos condensables debido a los grandes volúmenes de gas de fluidificación, y esta es una consideración de diseño importante en la colección de líquido. Esta desventaja se reduce en el cono giratorio y sistemas ablativos de reacción.

2.6. Subproductos

Char y gas son subproductos, que contiene típicamente alrededor de 25 y 5% de la energía en el material de alimentación, respectivamente. El proceso de pirólisis en sí requiere aproximadamente 15% de la energía en alimentación, y de los subproductos, sólo el char tiene suficiente energía para proporcionar este calor.

El calor residual de la combustión de carbón y cualquier calor desde el exceso de gas o gas subproducto se puede utilizar para el secado de alimentación y en grandes instalaciones  podrían ser utilizados para la generación de exportación o de alimentación.

Un principio importante de pirólisis rápida es que un bien diseñado y dirigido proceso no debe producir ninguna otra emisión de gas de combustión limpia es decir, el CO₂ y el agua, a pesar de que se tienen que cumplir las normas de emisiones locales y requisitos.

3. liquido de pirólisis  bio-aceite

Líquido de pirólisis bruto o bio-aceite es de color marrón oscuro y se aproxima a la biomasa en la composición elemental. Se compone de una mezcla muy compleja de hidrocarburos oxigenados con una proporción apreciable de agua tanto de la humedad original y el producto de reacción.

 Las Figuras. 7 y 8 muestran la dependencia de la temperatura de los cuatro productos principales de una variedad de materias primas.

El líquido se forma por el rápido enfriamiento y por lo tanto 'se congelan' los productos intermedios de la degradación de inflamación de hemicelulosa, celulosa y lignina. El líquido contiene así muchas especies reactivas, que contribuyen a sus atributos inusuales. Bio-aceite se puede considerar una micro-emulsión en el que la fase continua es una solución acuosa de holocelulosa, productos de descomposición. El envejecimiento o la inestabilidad se cree que resulta de la ruptura de esta emulsión.

3.1. Aceite Bio-características 2.2.1

Los líquido de pirólisis rápida tiene un valor calorífico más alto de alrededor de 17 MJ / kg debido a que se producen con aproximadamente 25% de agua en peso. Mientras que el líquido es ampliamente conocido como "bio-aceite”, no va a mezclar con líquidos de hidrocarburos. Se compone de una mezcla compleja de compuestos oxigenados que proporcionan tanto el potencial y el reto para su utilización. Algunas propiedades importantes de este líquido que se resumen en la Tabla 3.

Hay muchas características particulares de bio-aceite que requieren consideración para cualquier aplicación. Estos se resumen en la Tabla 4 con las causas, efectos y soluciones.

El líquido contiene cantidades variables de agua, que forma una sola fase de mezcla estable. Los líquidos de pirólisis puede tolerar la adición de un poco de agua, pero hay un límite a la cantidad de agua que se puede añadir al líquido antes de la separación de fases que se produce, en otras palabras el líquido no puede ser disuelto en agua.  El efecto del agua es por lo tanto importante y complejo.

3.2. Medio ambiente, salud y seguridad

Como el bio-aceite se vuelve más accesible, se prestará cada vez más hincapié en los aspectos medio ambiente, salud y seguridad. Un estudio fue terminado en 2005 para evaluar la ecotoxicidad y toxicidad de 21 bio-aceites de la mayoría de los productores comerciales de bio-aceite alrededor del mundo en un estudio de cribado, con una evaluación completa de un representante bio-aceite. El estudio incluye una evaluación completa de las necesidades de transporte como una actualización de un estudio previo y una evaluación de la biodegradabilidad.

4. mejora del  Bio-aceite

Bio-aceite se puede actualizar físicamente, químicamente y catalíticamente. Esto ha sido ampliamente revisado. Un resumen de los principales métodos para la actualización de los productos de pirólisis rápida y los productos se muestra en la figura. 9.

4.1. Mejora física de los bio-aceite

Las propiedades más importantes que pueden afectar negativamente el bio-aceite es la calidad del combustible, alto contenido de sólidos, alta viscosidad, y la inestabilidad química.

4.1.1. Filtración

El vapor-caliente de filtración puede reducir el contenido de cenizas del aceite a menos de 0.01% y el contenido de álcali a menos de 10 ppm, mucho más bajo que el reportado para los aceites de biomasa producidos en sistemas que utilizan ciclones solamente. Esto da una mayor calidad de producto con un menor char, sin embargo char es catalíticamente activo y potencialmente rompe los vapores, reduce el rendimiento hasta en un  20%, reduce la viscosidad y disminuye el peso promedio molecular del producto líquido.

4.1.2. Adición del disolvente

Los disolventes polares se han utilizado durante muchos años para homogeneizar y reducir la viscosidad de los aceites de la biomasa. La adición de disolventes, especialmente metanol, mostró un efecto significativo en la estabilidad del aceite.

4.1.3. Emulsiones

Aceites de pirólisis no son miscibles con los combustibles de hidrocarburos pero puede ser emulsionado con aceite diesel con la ayuda de tensioactivos.
Hay experiencia limitada del uso de estos combustibles en los motores o quemadores, pero niveles significativamente más altos de la corrosión / erosión eran observado en aplicaciones de motores en comparación con el bio-aceite o diesel solo. Un inconveniente adicional de este enfoque es el coste de tensioactivos y la alta energía requerida para la emulsificación.

4.2. Mejora catalítica del bio-aceite

4.2.1. Ceniza natural de la biomasa

Antes de considerar el mejor catalítico de bio-aceite, es importante apreciar en primer lugar que la biomasa contiene muchos catalizadores activos dentro de su estructura. Estos actúan causando craqueo secundario de vapores y la reducción de rendimiento de líquido y líquido de calidad, y dependiendo de la concentración, el efecto puede ser más grave de agrietamiento char. Esto se puede reducir por el lavado en agua o diluir ácido y las más extremas de las condiciones de temperatura o
concentración respectivamente. Sin embargo, como las condiciones de lavado se hacen más extrema en primer lugar hemicelulosa y celulosa entonces se pierde a través de hidrólisis. Esto reduce el rendimiento de líquido y la calidad.

Así que el lavado no es a menudo considerado como una posibilidad viable, a menos que existan circunstancias poco habituales, como eliminación de los contaminantes.

           

4.2.2. Actualizar a los biocombustibles

Actualización de bio-aceite combustible para el transporte convencional, tal como diesel, la gasolina, el queroseno, el metano y el GLP requiere plena desoxigenación y de refinado convencional, que puede ser logrado ya sea por pirólisis catalítica integrada o por operación disociada como a continuación se resumen y es representado en la figura. 10.

4.2.3. Hidrotratamiento

Hydro-procesamiento rechaza oxígeno como el agua por reacción catalítica con hidrógeno. Esto se suele considerar como un archivo y proceso distinto a la pirólisis rápida. El proceso es típicamente a alta presión (hasta 20 MPa) y temperatura moderada (hasta 400 ° C) y requiere una fuente de hidrógeno. El hidrotratamiento completo da un producto de nafta que requiere refinación ortodoxa para derivar combustibles de transporte convencionales.

El proceso puede ser representado por la siguiente reacción conceptual:

4.2.4. Agrietamiento zeolita

Agrietamiento Zeolita rechaza oxígeno en forma de CO₂, que se resumen en:

Hay varias formas en las que esto puede ser llevado a cabo como resumen en la figura. 11.

4.2.4.1. Integrado pirólisis catalítica.

 Existe cada vez más interés en la mejora de la calidad del bio-aceite. Estos combinados sistemas de reacción han sido estudiados por un gran número de organizaciones.

Algunos trabajos en la pirólisis catalítica integrada han sido llevados a cabo por un número de laboratorios con éxito limitado. Un problema frecuentemente encontrado es el objetivo declarado de la mejora de calidad para el bio-aceite, sin definir lo que esto significa y qué característica (s) se está abordando.

4.2.4.2. Cerca de mejoras para vapor acoplado.

Un catalizador de vapor de agrietamiento sobre catalizadores de zeolita ácida proporciona desoxigenación simultánea que puede producir principalmente compuestos aromáticos en 450º C y presión atmosférica.

En el procesamiento los costes son altos y los productos no son competitivos
con combustibles fósiles. El enfoque sólo se ha estudiado en el nivel de investigación básica y el desarrollo es considerablemente más necesario.

4.2.4.3. Disociado vapor en la actualización volatilización del Bio-aceite.

Este procedimiento se ha investigado ampliamente en la Universidad de Saskatchewan en 1990 y ampliamente difundido y ampliamente difundido.

4.2.4.4. Mejora de disociado líquido bio-aceite.

La Universidad de el País Vasco ha investigado un líquido de acoplamiento cerrado para el bio-aceite precalentado lecho fluido del reactor de craqueo de zeolita.

4.3. Otros métodos para la mejora en la química del bio-aceite.

En esta sección se incluye el no-físico y métodos catalíticos de los procesos no cubiertos en el hidrotratamiento y la zeolita en los procesos relacionados. Las actividades de investigación se resumen en la Tabla 7.

4.3.1. Procesamiento fase acuosa

Este es un enfoque relativamente nuevo que fue propuesto por primera vez por Dumesic et al. Que produce hidrógeno y alcanos de soluciones acuosas de hidrocarburos oxigenados a través de fase acuosa y lo reforma de deshidratación / hidrogenación. Una gran fracción de bio-aceite es soluble en agua y los compuestos presentes en su fracción acuosa son principalmente hidrocarburos oxigenados.

4.3.2. Grietas leves

Una alternativa a base de zeolita ortodoxo es leve sobre catalizadores de base de craqueo que sólo aborda la celulosa, hemicelulosa y productos derivados y su objetivo es minimizar la formación de gas.

4.3.3. Esterificación y otros procesos

            Un número creciente de métodos están siendo investigados y desarrollado para mejorar la calidad de bio-aceite sin sustancial de desoxigenación que se resumen en la Tabla 7. Son dirigidas en su mayoría a sus propiedades que son: contenido de agua, acidez, la estabilidad y la reactividad.

4.3.4. Reformado fase acuosa

            El concepto fue propuesto por primera vez por Dumesic en la Universidad de Wisconsin para el mejoramiento de la fracción acuosa de bio-aceite para hidrógeno y alcanos, y fue apoyado posteriormente por otros.

4.3.5. Hidrógeno

El hidrógeno se produce en el gas de síntesis procedente de la gasificación de bio aceites y suspensiones bio-oil/char como se describió anteriormente.. Los catalizadores se basan generalmente en níquel o metales preciosos. Un resumen de la investigación conocida desde el año 2000 es dan en la Tabla 8.

4.3.6. Gasificación de combustibles sintéticos

Un concepto reciente que ha suscitado gran interés es la producción descentralizada de bio-aceite o bio-aceite-char lodos de transporte a una planta de proceso central para la gasificación y síntesis de combustibles para el transporte de hidrocarburos.

Aunque el concepto de plantas de gasificación muy grandes de 5 GW o más se ha promovido, basada en la importación de biomasa a gran escala en una planta integrada, descentralizados plantas de pirólisis rápida de hasta 100.000 t / año o 12 t / h son actualmente viables. La gasificación de Bio-aceite en un  gasificador incorporado de flujo de oxígeno presurizar soplado es también factible.

           Los hidrocarburos sintéticos incluyen diesel, gasolina, kerosene, GLP (gas licuado de petróleo) y el metano (gas natural sintético SNG). Estos combustibles líquidos son totalmente compatibles con los combustibles convencionales en todas las proporciones, pero son mucho más limpios.

5. Las aplicaciones de bio-oil

Bio-aceite puede sustituir al diesel en muchas aplicaciones como calderas, hornos, motores y turbinas para la generación de electricidad, que se ha examinado a fondo en el 2004 y muchos aspectos no han cambiado.

5.1. Transporte de energía

La biomasa es un recurso muy disperso que puede ser cosechado, recogido y transportado a la planta de conversión. La conversión de biomasa a líquido por la vía rápida en pirólisis o cerca de la fuente de biomasa reducirá el transporte y costos.

También es posible considerar la mezcla del carbón con el subproducto bio-aceite para hacer una suspensión para mejorar el contenido de energía del producto.

La aprobación de pirólisis rápida descentralizada con el transporte del líquido resultante a una central y planta de gasificación de combustibles de síntesis tiene ventajas y desventajas técnicas y económicas que se resumen en la Tabla 9.

5.1.1. Co-combustión

El co-procesamiento de la biomasa con combustibles convencionales es potencialmente una opción muy atractiva que permite realizar escalas, así como la reducción de los problemas de producto de calidad y limpieza. La aplicación de combustión combinada mas actual es aquella en la que a la biomasa se ​​añade carbón
y esto se practica ampliamente en hasta un 5% para la energía demandada en las centrales eléctricas. Algunas aplicaciones implican conversión de un gas combustible a través de la gasificación.

5.2. Biorefinería

La gran mayoría de los productos químicos se fabrican a partir de materias primas del petróleo.  Hay una clara ventaja económica en la construcción de una flexibilidad similar en el mercado de los biocombustibles, dedicando parte de la producción de biomasa para la fabricación de productos químicos. De hecho, este concepto tiene aún más sentido en el contexto de la biomasa porque es químicamente más heterogéneo que el petróleo crudo y la conversión en combustibles, en particular hidrocarburos, no es tan rentable.

La figura. 13 muestra pirólisis rápida en el corazón de una biorefinería. Una característica clave del concepto de biorefinería es la coproducción de combustibles, productos químicos y energía.

La figura 14 muestra esquemáticamente cómo una biorefinería integrada basada en la pirólisis podría operar mediante la integración de varias de las diferentes tecnologías de conversión para crear una instalación de procesamiento individual.

Mientras que las biorefinerías no son nuevas, el reconocimiento de su potencial estratégico y económico es reciente. Una biorrefinería se define como el rendimiento optimizado de la utilización de la biomasa para materiales, productos químicos, combustibles y aplicaciones de la energía, donde rentabilidad hacen referencia a los costes, la economía, los mercados, los rendimientos, medio ambiente, impacto, balance de carbono y los aspectos sociales.

6. ciencias económicas

El total del  capital instalado para un sistema de pirólisis rápida en tanques de almacenamiento viene dada por la siguiente ecuación:

El coste de producción de bio-aceite está dado por la siguiente ecuación:

B = costo de biomasa seca.

H = gastos de capital relacionados.

F= Biomasa, tasa de alimento seco.

Y= rendimiento fraccional bio-aceite en peso.

7. Conclusiones

El bio-aceite producido por pirólisis rápida tiene la considerable ventaja de ser almacenables y transportables, así que tienen el potencial de suministrar una cantidad de valiosos productos químicos. En ese sentido, ofrece una ventaja única. es
sin embargo decepcionante ver que las lecciones del pasado son el trabajo no considerado o olvidado en la prisa por obtener nuevo investigación en curso.

El potencial de bio-aceite es cada vez más reconocido, con un rápido crecimiento de la investigación en la mejora de las propiedades bio-aceite particularmente para aplicaciones específicas y para la producción de biocombustibles.  Las biorefinerías ofrecen grandes posibilidades para la optimización de rápidos procesos de pirólisis y productos basados ​​en ellos, y la voluntad requiere el desarrollo de procesos de componentes con el fin de optimizar un sistema integrado. Se incluirá necesariamente suministro de calor y electricidad durante al menos la autosuficiencia energética. Hay un futuro emocionante para la pirólisis rápida y Bio-aceite.
 "El presente escrito es una traducción y/o interpretación  del artículo cuya referencia se muestra al final del documento, se realizó  el  blog con fines de divulgación"

A.V. Bridgwater, Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading, biomass and bioenergy,  No de edición 3 8,  2 0 1 2 , pp 6 8 -9 4.

Preguntas:

¿Cuales son las características esenciales de un proceso de pirólisis rápida para la producción de líquidos?

¿Por que se considera una la mezcla de carbón con el subproducto bio-aceite?

¿Menciona algunos  sistemas de reacción?