Les liquides de pyrolyse sont un mélange complexe de diverses substances.
Il s'agit notamment d'hydrocarbures oxygénés, d'eau et éventuellement de charbon solide.
La teneur en eau des liquides de pyrolyse est généralement comprise entre 20 et 30 % en poids.
Cette fourchette dépend de la méthode de production utilisée.
Les liquides de pyrolyse peuvent être considérés comme des micro-émulsions.
Une phase continue aqueuse stabilise une phase discontinue de macromolécules de lignine pyrolytique.
Cette stabilisation se fait par des mécanismes tels que la liaison hydrogène.
Composition détaillée :
1. Hydrocarbures oxygénés
Les hydrocarbures oxygénés comprennent les composés aliphatiques et aromatiques.
Ces composés comprennent également des phénols, des aldéhydes, du lévoglucosan, de l'hydroxyacétaldéhyde et des chaînes d'hydrocarbures.
Ces composés sont issus de la décomposition de l'holocellulose au cours de la pyrolyse.
2. L'eau
L'eau 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 influence les propriétés de l'huile de pyrolyse.
Elle affecte sa stabilité et son comportement en phase.
3. Charbon solide
Bien qu'il ne soit pas toujours présent dans la phase liquide, le charbon peut être un sous-produit de la pyrolyse.
Cela est particulièrement vrai dans les procédés qui ne refroidissent pas rapidement les vapeurs de pyrolyse.
4. Bio-huile et goudron
La bio-huile est constituée de composés organiques de faible poids moléculaire.
Elle est moins visqueuse que le goudron, qui est un liquide visqueux noir ou brun foncé.
Le goudron est composé d'hydrocarbures et de carbone libre.
La distinction entre la biohuile et le goudron est quelque peu arbitraire.
Certaines définitions considèrent 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 contribue à stabiliser l'huile.
Cela influence sa stabilité et ses applications potentielles.
Miscibilité et solubilité
Les liquides de pyrolyse sont généralement miscibles avec des solvants polaires tels que le méthanol et l'acétone.
Cependant, ils 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.
En revanche, le contenu énergétique volumétrique est plus élevé.
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.
Ces liquides peuvent être utilisés comme combustibles ou comme sources de produits chimiques.
La configuration des réacteurs et les variables du processus (comme la température, la pression et le temps de séjour) influencent considérablement la distribution des produits.
Purification et commercialisation
La bio-huile brute doit être purifiée pour répondre aux normes commerciales.
Cela 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.
Elle implique 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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