- Tytuł:
-
Effect of thermal conditions of pyrolysis process on the quality of biochar obtained from vegetable waste
Wpływ warunków termicznych procesu pirolizy na jakość biowęgli otrzymanych z odpadów roślinnych - Autorzy:
-
Molenda, J.
Swat, M.
Osuch-Słomka, E. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/297537.pdf
- Data publikacji:
- 2018
- Wydawca:
- Politechnika Częstochowska. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
- Tematy:
-
biochar
biochar structure
carbonate
pyrolysis
waste pyrolysis
vegetable waste
biomass
biowęgiel
struktura biowęgla
karbonizat
piroliza
piroliza odpadów
odpady roślinne
biomasa - Opis:
-
An effective way of managing natural waste, including waste from the agri-food industry or products that are economically useful can be offered by production of biochar. Biochar is used not only as an energy product, but also as a sorption material for e.g. groundwater treatment, sewage treatment, as well as biogas valorization. Therefore, the aim of the study was to determine the effect of the conditions of cascade heating of selected types of vegetable waste in carbon dioxide on the microstructure and chemical composition of the obtained biochar. Wheat straw, corn waste in the form of dried leaves and stems, as well as flax shives and cherry stones were subjected to pyrolysis. Cascading temperature conditions were programmed for a total time of 100 minutes, including 15 minutes of final heating at 500°C in one variant and at 700°C in the other. After final heating, the products were left in the pyrolytic chamber to cool down spontaneously to room temperature. The biochar samples were next subjected to microscopic examinations coupled with X-ray microanalysis (SEM/EDS) and infrared spectral examination (FTIR). It was found that the pyrolysis yielded biochar in the amount from 26 to 32.3% of the initial charge mass, depending on the conditions of the process and the type of waste. Furthermore, the differences observed in the chemical structure of the surface of the biochar concerned mainly the occurrence of organic oxygen functional groups whose type depends on the pyrolysis temperature. An increase in the temperature of pyrolysis leads to a decrease in the oxygen content of the products obtained, which results in a relative increase in the proportion of char in the product. Biochar obtained at temperatures of up to 500°C contains aromatic rings and quinone groups, whereas those obtained at higher temperatures (up to 700°C) have ether groups embedded mainly in aliphatic cyclic groups.
Efektywnym sposobem zagospodarowania odpadów naturalnych, w tym pochodzących z przemysłu rolno-spożywczego, na produkty użyteczne gospodarczo może być wytwarzanie biowęgli. Znajdują one zastosowanie nie tylko jako produkt energetyczny, ale także jako materiał sorpcyjny, wykorzystywany m.in. do uzdatniania wód gruntowych, oczyszczania ścieków, a także waloryzacji biogazu. W związku z powyższym celem przeprowadzonych prac było określenie wpływu warunków kaskadowego ogrzewania wybranych odpadów roślinnych w atmosferze ditlenku węgla na mikrostrukturę i budowę chemiczną powstających biowęgli. Pirolizie poddano słomę pszeniczną, odpady kukurydziane w postaci wysuszonych liści i łodyg, a także paździerze lniane i pestki wiśni. Kaskadowe warunki temperaturowe zaprogramowano na łączny czas 100 minut, w tym 15-minutowe wygrzewanie końcowe w jednym wariancie w temperaturze 500°C, a w drugim wariancie w temperaturze 700°C. Po końcowym wygrzewaniu pozostawiano produkty w komorze pirolitycznej do samoistnego wystudzenia do temperatury pokojowej. Otrzymane biowęgle poddano następnie badaniom mikroskopowym sprzężonym z mikroanalizą rentgenowską (SEM/EDS) oraz badaniom spektralnym w podczerwieni (FTIR). Stwierdzono, że w wyniku pirolizy otrzymuje się biowęgiel w ilości od 26 do 32,3% początkowej masy wsadu, zależnej od warunków prowadzenia procesu oraz rodzaju odpadów. Natomiast obserwowane różnice w budowie chemicznej powierzchni otrzymywanych biowęgli dotyczą w głównej mierze występowania tlenoorganicznych grup funkcyjnych, których typ jest zależny od temperatury procesu pirolizy. Wzrost temperatury pirolizy prowadzi do obniżenia zawartości tlenu w otrzymywanych produktach, co powoduje relatywne zwiększenie udziału węgla w produkcie. Biowęgle otrzymywane w temperaturach do 500°C posiadają w swej strukturze pierścienie aromatyczne oraz ugrupowania chinonowe, natomiast otrzymywane w wyższych temperaturach (do 700°C) posiadają ugrupowania eterowe wbudowane głównie w alifatyczne ugrupowania cykliczne. - Źródło:
-
Inżynieria i Ochrona Środowiska; 2018, 21, 3; 289-302
1505-3695
2391-7253 - Pojawia się w:
- Inżynieria i Ochrona Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł