Czasopismo | HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE | Rocznik 2020 - zeszyt 4

Termiczna konwersja odpadów rolniczych w celu poprawy ich parametrów energetycznych

Thermal conversion of agriculture wastes towards enhancement its energetic properties

10.15199/24.2020.4.4

nr katalogowy: 125909
10.15199/24.2020.4.4

Streszczenie

Celem prezentowanych badań była charakterystyka termicznej przemiany rolniczych odpadów biomasowych, tj. wytłoków winogron i gałązek kiwi oraz charakterystyka karbonizatów uzyskanych w beztlenowym procesie w temperaturze 1000°C i 1200°C. Budowę morfologiczną i zachowanie termiczne analizowanych materiałów wykonano odpowiednio metodami SEM-EDAX i TGA. Na podstawie danych termograwimetrycznych określo􀀐 no charakterystykę termicznej przemiany surowej biomasy i karbonizatu. Następnie w oparciu o wyniki TGA wyznaczono parametry kinetyczne tj. energię aktywacji Ea i współczynnik przedwykładniczy A. Wartości energii aktywacji uzyskane dla gałęzi kiwi są wyższe niż wartości obliczone dla biomasy pochodzącej z wytłoków winogron. W przypadku karbonizatów nie odnotowano istotnych różnić w wartości Ea w zależności od temperatury procesu.

Abstract

The aim of the presented study was to characterize the thermal conversion of biomass wastes such as grape pomace and kiwi branches and the characteristics of chars obtained at 1000°C and 1200°C (anaerobic conditions). The morphology and thermal behavior of the analyzed materials were carried out using SEM-EDAX and TGA methods, respectively. On the basis of thermogravimetric data, the thermal conversion characteristics of raw biomass and biochars were determined. Then, based on the TGA results, kinetic parameters were determined, i.e. activation energy Ea and pre-exponential factor A. Activation energy values obtained for the kiwi branch are higher than the values calculated for biomass from grape pomace. Additionally, in the case of biochars there were no significant differences in the Ea value depending on the process temperature

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Al- Qyuaim K., Nimmo W., Hughes K., Pourkashanian M. 2017. "Kinetic parameters of the intrinsic reactivity of wood biomass and coal chars via thermogravimetric analysis". Fuel 210 : 811-825.
[2] Asadullah M., Zhang S., Min Z., Yimsiri P., Li C.Z. 2010. "Ef􀀐 fects of biomass char structure on its gasification reactivity". Bioresource Technology 101 : 7935 - 7943.
[3] Benedetti V., Patuzzi F., Baratieri M. 2018. "Characterization of char from biomass gasification and its similarities with activated carbon in adsorption applications". Applied Energy 227 : 92 - 99.
[4] Botelho T., Costa M., Wilk M., Magdziarz A. 2018. "Evalu􀀐 ation of the combustion characteristic of raw and torriefied grape pomace in a thermogravimetric analyzer and in a drop tube furnace". Fuel 212 : 95-100.
[5] Cetin B., Moghtaderi B., Gupta R., Wall T.F. 2005. "Biomass gasification kinetics: influences of pressure and char structure". Combustion Science and Technology 177 (4): 765-791.
[6] Demibras A. 2006. "Production and Characterization of Bio􀀐 -Chars from Biomass via Pyrolysis". Energy Sources Part A 28 (5) : 413- 422.
[7] Dębowska A., Kopia A., Kalemba-Rec I., Petrzak P., Magdziarz A. 2017. "Surface Characterization of 309 and 310 Steel after the Corrosion in Wood Biomass Ash". Acta Physica Polonica A 131 : 1387-1389.
[8] Di Blasi C. 2009. "Combustion and gasification rates of ligno􀀐 cellulosic chars". Progress in Energy and Combustion Science 35 : 121-140.
[9] Duman G., Azhar Uddin Md., Yanik J. 2014. "The effect of char properties on gasification reactivity". Fuel Processing Technology 118 : 75-81.
[10] Fan P., Fan S., Sheng C. 2016. "Low temperature oxidation and its kinetics of cotnstalk chars". Fuel 184 : 915-921.
[11] Fatehi H., Bai X.S. 2017. "Structural evolution of biomass char and its effect on the gasification rate". Applied Energy 185 : 998-1006.
[12] Hecht E.S., Shaddix C.R., Manfred G., Molina A., Haynes B.S. 2012. "Effect of CO2 and steam gasification reactions on the oxy-combu􀀐 stion of pulverized coal char". Combustion and Flame 159 : 3437-3447.
[13] Laurendeau NM. 1978. "Heterogeneous kinetics of coal char gasification and combustion". Progress in Energy and Combustion Science 4 : 221-270.
[14] Li Y., Zhou L.W., Wang R.Z. 2017. "Urban biomass and me􀀐 thods of estimating municipal biomass resources". Renewable and Sustaina􀀐 ble Energy Reviews 80 : 1017-1030.
[15] Magdziarz A., Dalai A. K., Koziński J. A. 2016. "Chemical composition, character and reactivity of renewable fuel ashes". Fuel 176 : 135-145.
[16] Magdziarz A. 2016. Identyfikacja zagrożeń korozyjnych i eks􀀐 ploatacyjnych w procesach spalania stałych paliw odnawialnych. Kraków.
[17] Magdziarz A., Gajek M., Nowak-Wozny D., Wilk M. 2018. "Mineral phase transformation of biomass ashes - Experimental and ther􀀐 mochemical calculations". Renewable Energy 128 Part B. : 446 - 459.
[18] Meesri C., Moghtaderi B. 2003. "Experimental and numerical analysis of sawdust char combustion reactivity in a drop tube reactor". Com􀀐 bustion Science and Technology 175 (4) : 793-823.
[19] Morin M., Pecate S., Hemati M. 2018. "Kinetic study of biomass char combustion in low temperature fluidized bed reactor". Chemical Engi􀀐 neering Journal 331 : 263-277.
[20] Morin M., Pecate S., Masi E.,Hemati M. 2017. "Kinetic study and modelling of char combustion in TGA in isothermal conditions". Fuel 203 : 522-536.
[21] Murphy J., Shaddix C. R. 2006. "Combustion kinetics of coal chars in oxygen-enriched environments". Combustion and Flame 144 : 710- 729
[22] Pereira S., Costa M. 2017. "Short rotation coppice for bioener􀀐 gy: From biomass characterization to establishment - A review". Renewable and Sustainable Energy Reviews 74 : 1170-1180.
[23] Rescheier R., Karl J. 2016. "Experimental study of wood char gasification kinetics in fluidized beds". Biomass and Bioenergy 85 : 288-299.
[24] Sears J.T., Muralidhara H.S., Wen C.Y. 1980. "Ractivity Corre􀀐 lation for the coal char - CO2 reaction". Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development 19 : 358-364.
[25] Wang G., Zhang J., Chang W., Li R., Li Y., Wang C. 2018. "Structural features and gasification reactivity of biomass chars pyrolyzed in different atmospheres at high temperature". Energy 147 : 25-35.
[26] Wielgosiński G., Łechtańska P., Namiecińska O. 2017. "Emis􀀐 sion of some pollutants from biomass combustion in comparison to hard coal combustion". Journal of the Energy Institute 90 : 787-796.
[27] Zhou Z., Chen L., Wang Z., Guo L., Huang Z., Cen K. 2017. "Experimental and modeling investigation of oxy-coal combustion based on Langmuir-Hinshelwood kinetics and direct calculation of char morpholo􀀐 gy". Fuel 208 : 702-713.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 125909 "Termiczna konwersja odpad..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - e-zeszyt (pdf) 2020-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł

Prenumerata

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

400.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna	540.00 zł brutto 500.00 zł netto 40.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - pakowanie i wysyłka	14.00 zł brutto 11.38 zł netto 2.62 zł VAT (stawka VAT 23%)

554.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2020-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma