Nøgleforskellen mellem pyrolysekarbonisering og torrefaktion er, at pyrolyse er nedbrydningen af biomassen i fravær af ilt, og karbonisering er processen med omdannelse af organisk stof til kulstof, hvorimod torrefaktion er en mild form for pyrolyse.
Pyrolyse er en nedbrydningsreaktion i kemi, hvor organiske materialer nedbrydes i fravær af ilt. Karbonisering er en industriel proces, hvor organisk stof omdannes til kulstof. Torfaktion er en mild form for pyrolyse, der forekommer ved temperaturer mellem 200 og 320 grader Celsius.
Hvad er pyrolyse?
Pyrolyse er en form for nedbrydningsreaktion, hvor organiske materialer nedbrydes i fravær af ilt. I denne proces påføres varme for at denne reaktion kan skride frem. Derfor kan vi nemt øge reaktionshastigheden ved at øge mængden af tilført varme. Generelt finder pyrolyse sted ved eller over 430oC. Men det meste af tiden kan vi udføre disse reaktioner i næsten fravær af ilt, fordi det er meget vanskeligt at opnå en atmosfære fri for ilt. Slutproduktet af denne reaktion er i gasfase, flydende fase eller fast fase. For det meste producerer denne proces gasser. Hvis det producerer en væske, kalder vi denne væske "tjære". Hvis det er fast, er det typisk trækul eller biokul.
Pyrolyse omdanner ofte organisk materiale til deres gasformige komponenter, en fast rest af kulstof og aske og en væske kaldet pyrolytisk olie. Vi bruger to hovedmetoder til at fjerne eventuelle forurenende stoffer fra et stof: destruktion og fjernelse. Destruktionsprocessen nedbryder forureningen til små forbindelser, mens fjernelsesprocessen adskiller forureningen fra det ønskede stof.
Denne reaktion bruges i forskellige industrier til at producere trækul, aktivt kul, methanol osv. Desuden kan den ødelægge semi-flygtige organiske forbindelser, brændstoffer osv. Derudover kan vi bruge denne proces til at behandle organisk affald kommer ud fra fabrikker.
Hvad er karbonisering?
Karbonisering er en industriel proces, hvor organisk materiale omdannes til kulstof. Det organiske stof, vi betragter her, omfatter planter og døde dyr. Processen sker gennem destruktiv destillation. Det er en pyrolytisk reaktion, som betragtes som en kompleks proces, hvor vi kan observere mange kemiske reaktioner, der forekommer samtidigt; for eksempel dehydrogenering, kondensation, hydrogenoverførsel og isomerisering.
Karboniseringsprocessen er forskellig fra koalificeringsprocessen, fordi karbonisering er en hurtigere proces, fordi dens reaktionshastighed er hurtigere i mange størrelsesordener. Generelt kan mængden af påført varme styre graden af karbonisering og restindholdet af fremmedelementer. For eksempel ved en temperatur på 1200 K er kulstofindholdet i resten ca. 90 vægt-%, mens det ved en temperatur på ca. 1600 K er ca. 99 vægt-%.
Typisk er karbonisering en eksoterm reaktion, og vi kan gøre den selvbærende; vi kan bruge det som en energikilde, der ikke danner spor af kuldioxidgas. Men hvis biomaterialet udsættes for en pludselig ændring i varmen, for eksempel ved en atomeksplosion, bliver biostoffet karboniseret så hurtigt som muligt, og det bliver til fast kulstof.
Hvad er Torrefaction?
Torrefaktion er en mild form for pyrolyse, der forekommer ved temperaturer mellem 200 og 320 grader Celsius. Denne proces sker med biomasse som træ og korn. Torrefaktionsprocessen kan ændre biomasseegenskaberne for at give en bedre brændstofkvalitet til forbrændings- og forgasningsapplikationer. Desuden kan denne proces producere et relativt tørt produkt, som i sidste ende kan gennemgå reduktion eller eliminering af dets potentiale for organisk nedbrydning.
Når torrefaktion og fortætning kombineres med hinanden, kan det skabe en energitæt duelbærer på omkring 20 GJ/ton lavere varmeværdi (LHV). Yderligere kan denne proces få materialet til at gennemgå en Maillard-reaktion.
Torrefaktion er typisk en termokemisk behandling af biomasse, der udføres under atmosfærisk tryk og i fravær af ilt. Under denne proces frigives vand i biomassen og de overflødige flygtige stoffer, hvilket gør det muligt for biopolymererne at nedbrydes delvist, mens de danner forskellige typer flygtige stoffer. Derfor er slutproduktet af denne proces det resterende faste stof, et tørt materiale kendt som torrefiseret biomasse (eller biokul).
Forskellen mellem pyrolyse-karbonisering og torrefaktion
Pyrolyse er en nedbrydningsreaktion i kemi, hvor organiske materialer nedbrydes i fravær af ilt. Karbonisering er en industriel proces, hvor organisk stof omdannes til kulstof. Torfaktion er en mild form for pyrolyse, der forekommer ved temperaturer mellem 200 og 320 grader Celsius. Den vigtigste forskel mellem pyrolysekarbonisering og torrefaktion er, at pyrolyse er nedbrydningen af biomassen i fravær af ilt, og karbonisering er omdannelsen af organisk stof til kulstof, hvorimod torrefaktion er den milde form for pyrolyse.
Nedenstående infografik viser forskellene mellem pyrolyse-karbonisering og torrefaktion i tabelform.
Opsummering – Pyrolyse vs Carbonization vs Torrefaction
Pyrolyse er en nedbrydningsreaktion i kemi, hvor organiske materialer nedbrydes i fravær af ilt. Karbonisering er en industriel proces, hvor organisk materiale omdannes til kulstof, mens torrefaktion er en mild form for pyrolyse, der forekommer ved temperaturer mellem 200 og 320 grader Celsius. Den vigtigste forskel mellem pyrolysekarbonisering og torrefaktion er, at pyrolyse er nedbrydningen af biomassen i fravær af ilt, og karbonisering er processen med omdannelse af organisk stof til kulstof, hvorimod torrefaktion er den milde form for pyrolyse.
