Như vậy, quá trình craking xúc tác cắt hydrcarbon mạch dài thành hydrocarbon nhỏ hơn đồng thời cũng tạo ra một lượng Hydrogen đáng kể.Quá trình nhiệt phân than bùn cũng thực hiện trong điều kiện tương tự với cơ chế tương tự như trên.
2.2.6. Cơ chế của quá trình tách cellulose
Trong biomass thì thành phần chính là các cellulose, khi nhiệt phân nhanh đối với biomasssẽ tạo ra một lượng hỗn hợp sản phẩm lỏng chứa nhiều thành phần (kể cả dầu), trong đó một lượng lớn sản phẩm lỏng có chứa Oxy. Có nhiều nghiên cứu mô tả cụ thể về quá trình nhiệt phân cellulose và đưa ra những phản ứng xảy ra trong quá trình phân tách.
Ví dụ: nghiên cứu của Kilzer, Broido, và Arseneau đã thống nhất rằng cơ chế phân tách cellulose xảy ra theo hai phản ứng chính:
- Phản ứng thứ nhất: phản ứng tách nước của cellulose để tạo ra
anhydrocellulose. Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thấp và tốc độ gia nhiệt thấp.
- Phản ứng thứ hai: khử mạch polymer của cellulose để tạo ra levoglucosan và
anhydromonosaccharide[26], quá trình này xảy ra ở nhiệt độ cao và tốc độ gia nhiệt nhanh [27].
Theo nghiên cứu của Shafizadeh, Lai và Bayner thì cơ chế của quá trình nhiệt phân nhanh cellulose theo phản ứng mở vòng, cellulose sẽ tạo ra levoglucosan, hợp chất này tiếp tục phân tách thành hydroacetaldehyde và các hợp chất khác nhau, được chỉ ra theo chuỗi phản ứng sau:
Hình II.10: Cơ chế quá trình phân tách cellulose-[27]
Theo cơ chế trên, CO và CO2 được tạo ra do các hợp chất chứa Oxy trong quá
trình phân tách cellulose. Trong đó CO2 tạo thành do quá trình cắt mạch ở vị trí thứ
nhất và thứ hai trong mạch levoglucosan,tuy nhiên đối với CO thì vị trí cắt mạch không rõ ràng. Ngoài ra, các thành phần khí có khối lượng phân tử thấp có thể được
2.2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phâna. Ảnh hưởng của nhiệt độ a. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất sản phẩm rắn, lỏng và khí trong quá trình nhiệt phân.Việc lựa chọn giá trị tối ưu của nhiệt độ sẽ xác định hiệu quả của quá trình nhiệt phân. Mong muốn của quá trình nhiệt phân là thực hiện ở nhiệt độ thấp nhưng vẫn thu được nhiều thành phần sản phẩm khí có ích.
Các nghiên cứu cho thấy khi nhiệt độ của quá trình nhiệt phân càng tăng thì lượng sản phẩm khí thu càng nhiều[11].Theo nghiên cứu của Hale Sutcu: lượng khí
tăng 1,61 lần ở 6500C so với nhiệt phân ở nhiệt độ 4500C, tuy nhiên lượng CO2 lại
giảm, điều này là do khi nhiệt độ tăng thì lượng CO2 phản ứng với carbon tạo ra CO
làm chosản phẩm rắn sẽ giảm.Như vậy, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, quá trình cracking mạch carbon diễn ra sâu hơn đồng thời quá trình khí hóa cũng diễn ra làm cho lượng rắn giảm xuống, lượng khí tăng lên[28].