Pyrolyysiöljyn tuotanto katalyyttisellä nopealla pyrolyysillä

Abstract

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on selvittää miten katalyyttisesti tuotetun pyrolyysiöljyn ominaisuudet ja tuotantomahdollisuudet eroavat verrattuna perinteiseen pyrolyysiöljyn tuotantoon nähden ja mikä on tämän hetkinen kehitystilanne molempien tuotantomenetelmien osalta. Työ on kirjallisuustutkimus.

Pyrolyysillä tarkoitetaan biomassan termokemiallista hajoamista hapettomissa tai vähähappisissa olosuhteissa. Hajoamisen nestemäinen lopputuote on pyrolyysiöljyä, jonka määrä saadaan maksimoitua käyttämällä raaka-aineena vähän tuhkaa ja uuteaineita sisältävää puubiomassaa. Lisäksi lämmitysnopeuden täytyy olla suuri ja lämpötilan noin 500 ℃, jolloin puhutaan niin sanotusta nopeasta pyrolyysistä. Pyrolyysiöljyn tuotanto voidaan toteuttaa monilla eri reaktorityypeillä, mutta vain kiertoleijupeti- ja pyöriväkartio- reaktorit ovat tällä hetkellä käytössä suurimittaisessa kaupallisessa tuotannossa. Pyrolyysiöljyillä on monia haastavia ominaisuuksia, kuten happamuus ja suuri happipitoisuus. Liikennepolttoainejakeiden erotukseen ne eivät suoraan sovellu, mutta niillä voidaan kuitenkin esimerkiksi korvata raskasta polttoöljyä öljykattiloissa.

Katalyyttisessä nopeassa pyrolyysissä käytetään hyödyksi katalyyttejä, joiden avulla saadaan tuotettua parempilaatuista öljyä. Öljyn saanto kuitenkin vähenee merkittävästi. Katalyyttien käytössä ongelmana on niiden deaktivoituminen tuotantoprosessissa, joten tuotantotavat rajoittuvat aktiivisuuden palautuksen mahdollistaviin ruuvi-, pyöriväkartio- ja kiertoleijupetireaktoreihin. Katalyyttisestikään tuotettu öljy ei sovellu sellaisenaan liikennepolttoainejakeiden erotteluun. Katalyyttisen nopean pyrolyysin kehitys on kokonaisuudessaan vielä hyvin alkuvaiheessa ja tuotanto on tällä hetkellä vähäistä.