La composition des liquides de pyrolyse est un mélange complexe d'hydrocarbures oxygénés, d'eau et éventuellement de charbon solide. La teneur en eau varie généralement entre 20 et 30 % en poids, en fonction de la méthode de production. Les liquides de pyrolyse peuvent être considérés comme des micro-émulsions, avec une phase continue aqueuse stabilisant une phase discontinue de macromolécules de lignine pyrolytique par des mécanismes tels que la liaison hydrogène.
Composition détaillée :
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Hydrocarbures oxygénés : Ils comprennent des composés aliphatiques et aromatiques, des phénols, des aldéhydes, du lévoglucosan, de l'hydroxyacétaldéhyde et des chaînes d'hydrocarbures. Ces composés proviennent de la décomposition de l'holocellulose au cours de la pyrolyse.
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L'eau : Elle est présente à la fois dans l'humidité d'origine de la biomasse et comme produit de réaction pendant la pyrolyse. La teneur en eau influe sur les propriétés de l'huile de pyrolyse, en affectant sa stabilité et son comportement en phase.
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Charbon solide : Bien qu'il ne soit pas toujours présent dans la phase liquide, le charbon peut être un sous-produit de la pyrolyse, en particulier dans les procédés qui n'éteignent pas rapidement les vapeurs de pyrolyse.
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Bio-huile et goudron : La bio-huile est composée de composés organiques de faible poids moléculaire et est moins visqueuse que le goudron, qui est un liquide visqueux noir ou brun foncé composé d'hydrocarbures et de carbone libre. La distinction entre la biohuile et le goudron est quelque peu arbitraire, certaines définitions considérant les goudrons comme des produits de pyrolyse dont le poids moléculaire est supérieur à celui du benzène.
Caractéristiques et implications :
- Nature de la microémulsion : La phase aqueuse continue aide à stabiliser l'huile, ce qui influe sur sa stabilité et ses applications potentielles.
- Miscibilité et solubilité : Les liquides de pyrolyse sont principalement miscibles avec des solvants polaires tels que le méthanol et l'acétone, mais ne sont pas miscibles avec les huiles de pétrole. Cela affecte leur compatibilité avec les systèmes de carburant existants.
- Densité et contenu énergétique : La densité élevée des liquides de pyrolyse (environ 1,2 g/ml) par rapport au fioul léger (environ 0,85 g/ml) se traduit par un contenu énergétique plus faible en poids mais plus élevé en volume. Cela a des conséquences sur la conception d'équipements tels que les pompes et les pulvérisateurs dans les chaudières et les moteurs.
Considérations industrielles et économiques :
- Technologie de la pyrolyse : Le développement des technologies de pyrolyse rapide vise à optimiser le rendement des liquides utiles, qui peuvent être utilisés comme combustibles ou sources de produits chimiques. La configuration des réacteurs et les variables du processus (comme la température, la pression et le temps de séjour) affectent de manière significative la distribution des produits.
- Purification et commercialisation : La bio-huile brute doit être purifiée pour répondre aux normes commerciales, ce qui souligne l'importance des processus de raffinage dans la viabilité économique des liquides de pyrolyse.
En résumé, la composition des liquides de pyrolyse est complexe et multiforme, impliquant divers composants chimiques et propriétés physiques qui influencent leur comportement et leurs applications. Il est essentiel de comprendre ces aspects pour utiliser et commercialiser efficacement les liquides de pyrolyse.
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