La pyrolyse est un processus de décomposition thermique de la biomasse qui se produit en l'absence d'oxygène. Il s'agit d'une réaction chimique fondamentale qui est le précurseur des processus de combustion et de gazéification. Les produits de la pyrolyse de la biomasse comprennent le biochar, la bio-huile et des gaz tels que le méthane, l'hydrogène, le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone.
Les principaux gaz émis lors de la pyrolyse sont un mélange de H2, d'hydrocarbures gazeux (C1-C4), de CO2, de CO et de H2S. Ces gaz pyrolytiques peuvent être classés en trois catégories : les gaz incombustibles (H2O et CO2), les gaz combustibles (CO et CH4) et les gaz contenant de l'azote (NH3 et HCN). Le rendement en gaz est influencé par la température de pyrolyse, des températures plus basses entraînant des rendements en gaz plus faibles et des températures plus élevées entraînant des réactions secondaires supplémentaires et une production de gaz plus importante. L'utilisation d'un catalyseur en zéolithe pendant la pyrolyse peut également augmenter le rendement des gaz pyrolytiques.
La formation de CO2 provient principalement des réactions de décomposition des groupes carbonyle et carboxyle dans la pyrolyse de la biomasse, tandis que la formation de CO résulte principalement de la rupture des liaisons C-O-C et C=O. Le H2 est principalement produit par la rupture des groupes C-H et des aromatiques. À basse température, le CO et le CO2 sont les produits gazeux dominants, tandis que le CH4 devient dominant à haute température en raison des réactions de dépolarisation de la lignine.
La pyrolyse produit également d'autres produits tels que du charbon solide (y compris des matières organiques et des cendres), des liquides (eau et bio-huile) et des gaz. Le biochar est principalement produit à basse température, tandis que les gaz sont principalement produits à haute température avec des taux de chauffage rapides. La biohuile est le principal produit à des températures intermédiaires et à des vitesses de chauffage relativement élevées. La bio-huile est un liquide brun et polaire constitué d'un mélange de composés oxygénés, qui peut varier en fonction de la matière première et des conditions de réaction.
Globalement, la pyrolyse produit une large gamme de produits, notamment des gaz tels que le CO, le CO2, le CH4, le H2 et les gaz CXHY, ainsi que du charbon solide et des liquides tels que l'eau et la bio-huile. La composition spécifique et le rendement de ces produits peuvent varier en fonction de la température, de la vitesse de chauffage et de la présence de catalyseurs au cours du processus de pyrolyse.
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