Pyrolyse : fonction et application technique

La pyrolyse est un processus thermochimique de décomposition de diverses matières premières. Il est caractéristique que la réaction se déroule généralement en l’absence d’oxygène à des températures très élevées. L’article suivant explique exactement comment cela fonctionne, ce qui distingue le procédé de la gazéification et quelles sont les applications pratiques.

La pyrolyse (appelée aussi dégazage, brûlage ou distillation sèche) est connue sur Terre depuis longtemps. Dès le Mésolithique (8 300 à 4 000 av. J.-C.), les gens produisaient du goudron et du brai en utilisant ce procédé. En général, la décomposition pyrolytique décrit un processus thermochimique qui décompose les composés contenant du carbone. Des températures de réaction élevées de 200 à 900 degrés Celsius créent une rupture de liaison qui divise les grosses molécules en plus petites. Une autre caractéristique du procédé est qu’il se déroule sans ajout d’oxygène. Cependant, si des combustibles contenant de l’oxygène tels que le bois sont utilisés, les processus d’oxydation peuvent difficilement être évités.

Des gaz, des liquides et des solides se forment en tant que produit de la pyrolyse. Dans quelle mesure cela se produit dépend non seulement des matières premières utilisées, mais également de la température de réaction, du temps de réaction et des conditions de pression régnantes. Les additifs ajoutés peuvent également affecter la composition des produits. Cependant, le gaz dit de pyrolyse a souvent une part importante. Si cela se condense sur des surfaces froides, des huiles visqueuses peuvent se former.

En ce qui concerne le processus de pyrolyse, les experts distinguent aujourd’hui deux variantes : directe et indirecte. Dans la pyrolyse directe, l’énergie thermique provient de la combustion du matériau de pyrolyse lui-même.En régulant l’apport d’oxygène, la température et donc la réaction peuvent être influencées. La variante indirecte, en revanche, se déroule dans un conteneur fermé. Celui-ci est chauffé de l’extérieur et est lui-même presque sans oxygène. De cette manière, la combustion peut être empêchée et les produits de pyrolyse se consument.

Contrairement à la décomposition pyrolytique, la gazéification implique des processus dans lesquels les matières premières sont partiellement brûlées. Ceci est possible avec des agents de gazéification tels que la vapeur, l’air ou l’oxygène, qui convertissent complètement le contenu organique des substrats en substances gazeuses. Il ne reste que des cendres minérales ou des scories. Dans le cas du dégazage ou de la pyrolyse, en revanche, il reste également du carbone solide (le coke de pyrolyse).

En ce qui concerne l’avantage technique, la réaction peut maintenant être utilisée pour une grande variété d’applications. Il fait partie de la réaction de décomposition du bois et est à la base des procédés de production d’huile biologique. À la maison, cependant, certains fabricants utilisent également le procédé pour nettoyer les fours.

De plus, la pyrolyse est également utilisée dans les domaines suivants :

• fumage des déchets
• Recyclage des déchets de bois
• Nettoyer le sol contaminé

Dans le cadre de la technique de chauffage, la pyrolyse a lieu entre autres dans la chaudière à gazéification du bois. Le cœur de celui-ci est constitué d’une chambre de combustion en deux parties qui sépare dans l’espace les différentes phases de la combustion du bois. Une fois démarrées, les bûches insérées sèchent dans la première chambre de combustion. Ils sont chauffés par la chaleur résiduelle de la combustion et sont décomposés thermiquement. Un gaz est produit lors de la pyrolyse, qui brûle ensuite dans la deuxième chambre de combustion à des températures particulièrement élevées. Une cogénération au gaz de bois fonctionne également avec la réaction de pyrolyse. Ici, les systèmes convertissent l’énergie chimique des combustibles en énergie thermique et mécanique. De la chaleur et de l’électricité sont ainsi générées.

La pyrolyse dite flash, destinée à produire des huiles biologiques, est également intéressante. La base du procédé est la décomposition rapide des matières premières. Si ceux-ci se condensent ensuite dans un échangeur de chaleur, ils atteignent l’état liquide et peuvent être brûlés sous forme d’huile. Les matières premières appropriées sont, par exemple, le bois, les cultures énergétiques ou les déchets organiques séchés.

Même les fours modernes reposent sur la pyrolyse. Et pour l’auto-nettoyage. Ce faisant, ils chauffent leur intérieur à des températures allant jusqu’à 600 degrés Celsius, dégazant la saleté existante et ne laissant que du carbone. Celui-ci tombe et peut être facilement essuyé avec une éponge après refroidissement. Outre la consommation d’énergie élevée, le principal inconvénient est le fait que les consommateurs doivent retirer tous les rails télescopiques au préalable. Sinon, les lubrifiants des petits roulements seront également perdus.

La pyrolyse est également très pratique lors du nettoyage de la grille du gril. Pour ce faire, placez la grille dans le feu pendant quelques minutes lorsqu’elle a atteint sa chaleur maximale. La saleté peut alors être facilement éliminée.