Pyrolyse ist der Prozess, während Retorte ein Werkzeug oder Reaktor ist, der zur Durchführung des Prozesses verwendet werden kann.

Die Beziehung zwischen den beiden kann analog zu Kochen und einer Pfanne sein. Kochen ist ein Prozess, während eine Pfanne ein Werkzeug ist, mit dem dieser Prozess ausgeführt wird. Ebenso ist die Pyrolyse ein thermochemischer Prozess, während eine Retorte eine Art Behälter/Reaktor ist, der zur Durchführung des Karbonisierungs- oder Pyrolyseprozesses von Biomasse verwendet werden kann.

1. Was ist Pyrolyse?

Pyrolyse ist der Prozess der Zersetzung organischer Materialien durch Hitze unter Bedingungen mit sehr begrenztem oder keinem direkten Sauerstoffgehalt.

Wenn Biomasse so ist:

• Holz,
• Reishülsen,
• Kokosnussschale,
• Maiskolben,
• Stroh,
• Bambus,
• Plantagenabfälle

Wenn es ohne vollständige Verbrennung auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, beginnt sich die organische Struktur zu zersetzen.

Der Prozess erzeugt mehrere Hauptfraktionen:

1. festes Produkt → Holzkohle oder Pflanzenkohle,
2. Flüssige Produkte → Bioöl/Pyrolyseflüssigkeit,
3. Gasprodukte → Pyrolysegas oder Synthesegas.

Die International Biochar Initiative erklärt außerdem, dass Pyrolyse-basierte Biokohle-Produktionssysteme Öfen, Retorten oder andere spezielle Geräte verwenden, um Biomasse zu speichern und gleichzeitig den Sauerstoffeintritt zu begrenzen.

Pyrolyse ist also nicht der Name eines Werkzeugs, sondern vielmehr der Name des Prozesses der Veränderung von Biomasse durch Hitze in einer sauerstoffarmen Umgebung.

2. Was ist eine Retortenröhre?

Ein Retortenrohr ist ein Behälter oder eine geschlossene Reaktorkammer, der zum Erhitzen von Materialien in einer kontrollierten Umgebung, insbesondere zur Karbonisierung oder Pyrolyse, verwendet wird.

In einem Retortensystem wird Biomasse in einer Kammer/Röhre platziert, die relativ von der Außenluft isoliert ist.

Wärme wird von außen oder über ein bestimmtes Heizsystem bereitgestellt, sodass die Biomasse in der Retorte einen Karbonisierungsprozess durchläuft.

Dieses Konzept unterscheidet sich von einem einfachen Ofen, der einen Teil der Biomasse direkt verbrennt, um Wärme zu erzeugen.

In einem Retortensystem besteht der Hauptzweck darin, das zu karbonisierende Material von der direkten Verbrennungsquelle zu trennen.

Gase und Dampf, die aus Biomasse entstehen, können nach außen geleitet und in bestimmten Systemen wieder verbrannt werden, um Wärme für den Karbonisierungsprozess zu erzeugen. Das Konzept der Wiederverwendung von Gas ist einer der Vorteile der Retortentechnologie.

3. Sind Retorten und Pyrolyse also dasselbe?

Nein.

Der Unterschied kann ganz einfach gemacht werden:

Also:

Erwiderung → Werkzeuge

Pyrolyse → Prozess

Biokohle → eines der Produkte, die hergestellt werden können

Die Beziehung ist ungefähr:

Biomasse → Erwiderung → Pyrolyse → Biokohle + Gas + Flüssigkeit

Es ist jedoch zu beachten, dass nicht alle in Retorten durchgeführten Prozesse streng genommen als Pyrolyse bezeichnet werden sollten. Der Begriff Retorte beschreibt besser das Design oder die Konfiguration des Reaktors, während Pyrolyse den thermochemischen Prozess beschreibt.

4. Wie führt eine Retorte eine Pyrolyse durch?

Stellen Sie sich ein Metallrohr vor, das verschlossen werden kann.

Biomasse wird in die Röhre gegeben. Anschließend wird das Rohr von außen erhitzt.

Zum Beispiel:

Biomasse → Retortenrohr → Aufwärmen → Thermische Zersetzung

Wenn die Temperatur steigt, verdunstet zunächst Wasser. Sobald die Temperatur steigt, beginnen organische Bestandteile wie Hemizellulose, Zellulose und Lignin eine thermische Zersetzung zu erfahren.

Die Biomasse verliert dann die meisten ihrer flüchtigen Bestandteile und hinterlässt ein festes Material, das reicher an Kohlenstoff ist.

Beim langsamen Pyrolyseprozess werden die Temperaturbedingungen, die Aufheizgeschwindigkeit und die Verweilzeit so geschaffen, dass die Bildung von Holzkohle/Pflanzenkohle dominanter ist. Die Literatur zeigt, dass bei der langsamen Pyrolyse im Allgemeinen eine relativ langsame Erwärmung und Temperaturen von etwa 300–550 °C zum Einsatz kommen, obwohl der Betriebsbereich je nach Material und Reaktordesign variieren kann.

5. Retorte kann zur Herstellung von Pflanzenkohle verwendet werden

Dies ist ein wichtiger Teil im landwirtschaftlichen Kontext.

Retorten können als Technologie zur Biokohleproduktion eingesetzt werden

Wenn landwirtschaftliche Biomasse in eine Retorte gegeben und unter geeigneten Pyrolysebedingungen verarbeitet wird, kann das resultierende feste Produkt Biokohle sein.

Die Qualität von Pflanzenkohle wird stark beeinflusst durch:

• Art der Biomasse,
• Wassergehalt
• Partikelgröße
• Temperatur,
• Heizrate,
• langer Prozess
• Verweilzeit,
• Sauerstoffbedingungen,
• Reaktordesign.

Also nur eine Retorte zu haben, garantiert nicht, dass qualitativ hochwertige Biokohle produziert wird.

Die Prozesseinstellungen bleiben sehr entscheidend.

Untersuchungen an Retortenöfen zeigen, dass der Kohlenstoffgehalt des Produkts bei höheren Temperaturen ansteigen kann; Die Studie berichtet von Produkten mit einem Kohlenstoffgehalt von ≥50 %, während bei einer Reihe von untersuchten Materialien und Systemen ein Gehalt von ≥75 % bei Temperaturen um ≥500 °C erreicht werden kann.

6. Warum unterscheidet sich eine Retorte von einem herkömmlichen Holzkohleofen?

In herkömmlichen Holzkohleöfen wird normalerweise ein Teil der Biomasse verbrannt, um die für die Karbonisierung erforderliche Wärme zu erzeugen.

Infolgedessen wurden einige der Rohstoffe verbrannt.

Bei Retorten ist das Prinzip anders.

Die zu karbonisierende Biomasse wird in einem geschlossenen Raum untergebracht, Wärme kann von außen zugeführt werden. Die flüchtigen Gase, die aus Biomasse entstehen, können sogar als Kraftstoff wiederverwendet werden.

FAO erklärt, dass moderne Retorten das bei der Karbonisierung entstehende Gas nutzen können, um Wärme für den nachfolgenden Prozess bereitzustellen, sodass der Bedarf an direkter Verbrennung von Holz reduziert werden kann.

Daher können Retorten eine bessere Prozesskontrolle bieten als herkömmliche offene Verbrennungs- oder Ofenmethoden.

7. Retorte bedeutet nicht immer „Pyrolyseröhre“

In der Praxis wird häufig der Begriff Retorte verwendet.

Es gibt eine Erwiderung der Form:

• Röhre,
• Zylinder,
• Box,
• horizontaler Raum,
• vertikaler Raum,
• Batch-Reaktor,
• sogar kontinuierliche Systeme.

Wenn also jemand "Retortenrohr" sagt, ist damit normalerweise der rohrförmige Teil eines Retortenreaktorsystems gemeint.

Mittlerweile gibt es für die Pyrolyse keine bestimmte Geräteform.

Pyrolyse kann mit verschiedenen Reaktortypen durchgeführt werden, wie zum Beispiel:

• Festbettreaktor,
• Retortenreaktor,
• Drehrohrofen,
• Schneckenreaktor,
• Wirbelschichtreaktor,
• Mikrowellenreaktor,
• Vakuumreaktor.

Die Untersuchung der Pyrolysetechnologie zeigt, dass Reaktordesign, Temperatur, Heizrate, Verweilzeit und Reaktionsbedingungen die Produktverteilung zwischen Pflanzenkohle, Bioöl und Gas beeinflussen.

8. Retorte und langsame Pyrolyse eignen sich sehr gut für Pflanzenkohle

Wenn das primäre Ziel darin besteht, Pflanzenkohle zu produzieren, dann ist ein gängiger Ansatz die langsame Pyrolyse.

Bei der langsamen Pyrolyse kommt es zu einer relativ langsamen Erwärmung und einer längeren Verweilzeit als bei der schnellen Pyrolyse. Diese Bedingungen bieten der Biomasse eine größere Chance, einer Karbonisierung zu unterliegen und eine feste Fraktion zu erzeugen.

Daher lautet die korrekte Beziehung:

Erwiderung

↓

Reaktor

↓

Langsame Pyrolyse

↓

Karbonisierung von Biomasse

↓

Biokohle

Mit anderen Worten: Eine Erwiderung kann ein „Zuhause“ sein. für den langsamen Pyrolyseprozess.

Neuere Studien betrachten die langsame Pyrolyse auch als einen der wichtigen Wege zur Herstellung von Biokohle, wobei die Prozesseigenschaften durch Temperatur, Heizrate, Verweilzeit und Reaktordesign gesteuert werden.

9. Verwechseln Sie Retort nicht mit Biokohle

Es gibt drei Begriffe, die getrennt werden müssen:

Erwidern

Gerät oder Reaktor.

Pyrolyse

Thermochemische Prozesse.

Pflanzenkohle

Ein kohlenstoffreiches festes Produkt, das unter bestimmten Bedingungen aus der Biomasseverarbeitung entsteht.

Es ist also nicht richtig zu sagen: