Pirólisis
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Pirólisis. Es la degradación térmica de una sustancia en ausencia de oxígeno o que se lleva a cabo con una cantidad reducida del mismo.
Sumario
Definición
La pirólisis se puede definir como la descomposición térmica de un material en ausencia de oxígeno o cualquier otro reactante. Esta descomposición se produce a través de una serie compleja de reacciones químicas y de procesos de transferencia de materia y calor. La pirólisis también aparece como paso previo a la gasificación y la combustión. La pirólisis extrema, que sólo deja carbono como residuo, se llama carbonización. La pirólisis es un caso especial de termólisis. Un ejemplo de pirólisis es la destrucción de neumáticos usados. En este contexto, la pirólisis es la degradación del caucho de la rueda mediante el calor en ausencia de oxígeno. Se puede considerar que la pirólisis comienza en torno a los 250 °C, llegando a ser prácticamente completa en torno a los 500°C, aunque esto está en función del tiempo de residencia del residuo en el reactor. A partir de la pirólisis pueden obtenerse diferentes productos secundarios útiles en función de la tecnología de tratamiento que se utilice.
Productos
Los productos primarios formados son los siguientes en diferentes proporciones según el proceso empleado:
- Gases: Compuestos principalmente de CO (Monóxido de Carbono), CO2 (Dióxido de carbono), CH4 (Metano), C2H6 (Etano) y pequeñas cantidades de hidrocarburos ligeros.
- Líquidos: Compuesto por una gran mezcla de distintos productos como pueden ser: cetonas, ácido acético, compuestos aromáticos, y otras fracciones más pesadas.
- Sólidos: El producto sólido de la pirólisis es un residuo carbonoso char que puede ser utilizado como combustible o para la producción de carbón activo.
Tipos de pirólisis
Existen diferentes tipos de pirólisis en función de las condiciones físicas en las que se realice:
- Pirólisis acuosa: El término pirólisis se utiliza en ocasiones para denominar también la termólisis con presencia de agua, tal como el craqueo por vapor de agua del petróleo o la despolimerización térmica de los residuos orgánicos en crudo pesado.
- Pirólisis al vacío:En la pirólisis al vacío el material orgánico se calienta en el vacío para reducir el punto de ebullición y evitar reacciones químicas adversas.
Pirólisis anhidra
La pirólisis es normalmente anhidra sin agua. Este fenómeno ocurre normalmente cuando un compuesto orgánico sólido se calienta fuerte en la ausencia de oxígeno, como por ejemplo, al freír o asar. Aunque estos procesos se llevan a cabo en una atmósfera normal, las capas externas del material conservan el interior sin oxígeno. El proceso también ocurre cuando se quema un combustible sólido compacto, como la madera. De hecho, las llamas de un fuego de madera se deben a la combustión de gases expulsados por la pirólisis, no por la combustión de la madera en sí misma. Un antiguo uso industrial de la pirólisis anhidra es la producción de carbón vegetal mediante la pirólisis de la madera. Más recientemente la pirólisis se ha usado a gran escala para convertir el carbón en carbón de coque para la metalurgia, especialmente en la fabricación de acero. Se piensa que la pirólisis anhidra tiene lugar durante la catagénesis, la conversión de querógeno a combustible fósil. En muchas aplicaciones industriales este proceso es llevado a cabo bajo presión y a temperaturas por encima de los 430°C. La pirólisis anhidra también se puede usar para producir un combustible líquido similar al gasoil a partir de biomasa sólida o plásticos. La técnica más común utiliza unos tiempos de residencia muy bajos menos de dos segundos y temperaturas de entre 350 y 500 ºC.
Tratamiento de residuos
La aplicación de la pirólisis al tratamiento de residuos ha ganado aceptación en la industria junto con otras tecnologías avanzadas de tratamiento de residuos pero no los elimina sino que los transforma en carbón, agua, residuos líquidos, partículas, metales pesados, cenizas o tóxicos -en algunos casos-, entre otros, vertiendo al aire desde sustancias relativamente inocuas hasta muy tóxicas y reduciendo así su volumen. Esta destilación destructiva obviamente imposibilita el reciclado o la reutilización. La pirólisis se puede utilizar también como una forma de tratamiento termal para reducir el volumen de los residuos y producir combustibles como subproductos. También ha sido utilizada para producir un combustible sintético para motores de ciclo diésel a partir de residuos plásticos.
