Při přípravě biouhlu lze hlavní způsoby přípravy v závislosti na použité technologii pyrolýzy rozdělit na pyrolýzu a hydrotermální karbonizaci. Proces přípravy biouhlu ovlivňuje několik klíčových faktorů, včetně teploty karbonizace, rychlosti karbonizace, tlaku karbonizace, doby zdržení reakce, použitých katalyzátorů, doby zdržení plynu a typu biomasy. Tyto faktory společně určují vlastnosti a výtěžnost konečného biouhlu.
Pyrolýza:
Pomalá pyrolýza: Provádí se při nižších teplotách (300-650 stupňů) a delších reakčních časech (obvykle méně než 30 minut), hlavně při produkci plynů a pevného biouhlu. Pomalá pyrolýza se vyznačuje vysokým výtěžkem biouhlu, který může dosáhnout 35 %.
Rychlá pyrolýza: Probíhá při relativně vysokých teplotách a velmi rychlých rychlostech ohřevu, s velmi krátkou dobou zdržení produktu, produkuje hlavně bio-olej a malé množství biouhlu, s výtěžkem biouhlu přibližně 12 % nebo méně.
Mikrovlnná pyrolýza: Využívá mikrovlnnou energii k přímému ohřevu biomasy, což má za následek vysokou rychlost ohřevu a jednoduchou obsluhu. Přestože má mikrovlnná pyrolýza nízký výtěžek biouhlu, nabízí efektivnější využití energie a rychlejší reakční rychlosti.
Hydrotermální karbonizace:
Tato metoda zahrnuje reakci biomasy v podkritické nebo nadkritické vodě při 200-300 stupních v uzavřeném systému. Nevyžaduje předsušení surovin a je vhodný pro zpracování biomasy s vysokým obsahem vlhkosti. Produkty hydrotermální karbonizace mají vysoký obsah uhlíku a proces je řiditelný, díky čemuž je vhodný pro přípravu jednotných uhlíkových materiálů.
Zplyňování:
Biomasa se zplyňuje při vysokých teplotách ve zplynovači za vzniku hořlavých plynů a biouhlu. Podle toho, zda se používá zplyňovací činidlo, lze jej rozdělit na zplyňování se zplynovacím činidlem (jako je vzduch, pára, kyslík atd.) a zplyňování bez zplynovacího činidla (zplyňování suchou destilací). Touto metodou lze výrazně snížit obsah ostatních prvků v biouhlu.
Způsoby aktivace:
Aktivace kyselinou: Biouhel je ošetřen kyselinami (jako je kyselina fosforečná, kyselina sírová), aby se zlepšily jeho fyzikální vlastnosti a adsorpční kapacita a zvýšila se jeho chemická aktivita.
Alkalická aktivace: Biomasa nebo biouhel se upraví v alkalickém roztoku za účelem zvýšení specifického povrchu a hustoty pórů a zvýšení adsorpční kapacity záporně nabitých látek. Aktivace impregnací kovů: Zavádění kovů nebo solí kovů před nebo po pyrolýze, aby se biouhlu získaly specifickými katalytickými a adsorpčními vlastnostmi.
Aktivace plynem: Úprava biouhlu plyny (jako je pára, CO₂, ozón atd.) při vysokých teplotách, aby se zvýšila jeho povrchová plocha a struktura pórů.
