Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 10

Ocena możliwości peletowania wybranej biomasy zielnej z dodatkiem kaolinu i roztworu mocznika

Evaluation of the possibility of pelleting selected herbaceous biomass with the addition of kaolin and urea solution

10.15199/62.2024.10.13

nr katalogowy: 151030
10.15199/62.2024.10.13

Streszczenie

Przedstawiono możliwość peletowania biomasy zielnej z dodatkiem kaolinu i roztworu mocznika. Do badań wykorzystano produkt uboczny po czyszczeniu rajgrasu angielskiego oraz rumianku w mieszankach z komponentami w postaci glinki porcelanowej (kaolinu) i 10-proc. roztworu mocznika, w 5-proc. udziałach. Proces granulacji prowadzony był na matrycy o grubości 28 mm i średnicy otworów 8 mm przy zawartości wilgoci w surowcach 16 lub 20%. Wykorzystane produkty uboczne w analizowanych mieszankach umożliwiały wytworzenie peletów o pożądanych cechach jakościowych. Zwiększenie wilgotności surowców z 16 do 20% w większości analizowanych cech powodował pogorszenie właściwości aglomeratu, co w pewnym stopniu rekompensowało nieznaczne zmniejszenie energochłonności procesu. Dodatek do analizowanych surowców 5% glinki porcelanowej powodował zmniejszenie gęstości aglomeratu, trwałości mechanicznej, wzrost zawartości popiołu, ale zmniejszenie o ok. 50% energochłonności procesu. Rekomenduje się weryfikację analizowanych cech wytworzonych biopaliw stałych poprzez uwzględnienie wpływu stosowanych dodatków na proces ich spalania w urządzeniach grzewczych małej mocy.

Abstract

The by-product of cleaning English ryegrass or chamomile was mixed with kaolin and/or an aq. urea soln. in 5% shares. The mixts. were granulated at a raw material moisture content of 16 or 20%. Pellets with the desired quality characteristics were obtained. An increase in the raw material moisture content from 16 to 20% in most of the analyzed characteristics resulted in a deterioration of the agglomerate properties, which to some extent compensated for lower energy consumption in the process. The addn. of 5% kaolin to the herbaceous biomass resulted in a decrease in the agglomerate d., mech. strength, an increase in ash content, but also a decrease in the energy consumption of the process by approx. 50%. Hence, it is recommended to verify the analyzed features of the produced solid biofuels by taking into account the effect of additives used in the combustion process in low-power heating devices.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] S. Proskurina, J. Heinimö, F. Schipfer, E. Vakkilainen, Renew. Energy 2017, 111, 265.
[2] P. Lamers, R. Hoefnagels, M. Junginger, C. Hamelinck, A. Faaij, GCB Bioenergy 2015, 7, nr 4, 618.
[3] https://edepot.wur.nl/192415, dostęp 22.07.2024 r.
[4] M. Smaga, G. Wielgosiński, A. Kochański, K. Korczak, Acta Innov. 2018, 26, 81.
[5] https://www.eia.gov/pressroom/presentations/sieminski_09222014_ columbia.pdf.
[6] S. Mohapatra, C. Mishra, S.S. Behera, H. Thatoi, Renew. Sustain. Energy Rev. 2017, 78, 1007.
[7] G. Maj, A. Najda, K. Klimek, S. Balant, Energies 2019, 13, nr 55, 1.
[8] A.M. Omer, Agric. Sci. 2012, 3, nr 1, 124.
[9] A. Komorowska, T. Mirowski, Int. J. Manage. Econ. 2018, 54, nr 3, 210.
[10] T. Najser, B. Gaze, B. Knutel, A. Verner, J. Najser, M. Mikeska, J. Chojnacki, O. Nĕmček, Materials 2022, 15, nr 3526, 1.
[11] A. Slavov, N. Yantcheva, I. Vasileva, Waste Biomass Valor. 2019, 10, 2583.
[12] A.E. Mihyaoui, J.C.G. Esteves da Silva, S. Charfi, M.E.C. Castillo, A. Lamart, M.B. Arnao, Life 2022, 12, nr 479, 1.
[13] Y.L. Dai, Y. Li, Q. Wang, F.J. Niu, K.W. Li, Y.Y. Wang, J. Wang, Ch.Z. Zhou, L. Gao, Molecules 2023, 28, nr 133, 1.
[14] A. Sah, P.P. Naseef, M.S. Kuruniyan, G.K. Jain, F. Zakir, G. Aggarwa, Pharmaceuticals 2022, 15, nr 128, 1.
[15] R. Chauhan, S. Singh, V. Kumar, A. Kumar, A. Kumari, S. Rathore, R. Kumar, S. Singh, Plants 2022, 11, nr 29, 1.
[16] A. Langsdorf, M. Volkmar, D. Holtmann, R. Ulber, Bioresour. Bioprocess. 2021, 8, nr 19, 1.
[17] https://www.sodr.pl/main/aktualnosci/Cenne-zycice-/idn:312, dostęp 25.07.2024 r.
[18] A. Jasinskas, G. Šiaudinis, D. Karčauskienè, R. Marks-Bielska, M. Marks, R. Mieldažys, K. Romaneckas, E.Šarauskis, Plants 2024, 13, nr 1158, 1.
[19] L. Liu, M.Z. Memon, Y. Xie, Y. Gao, Y. Guo, J. Dong, Y. Gao, A. Li, G. Ji, Circular Economy 2023, 2, 100063, 1.
[20] P. Kumar, F. Ahmed, R.K. Singh, P. Sinha, Environ. Dev. Sustain. 2017, 20, nr 5, 2119.
[21] N. Buclet, D. Lazarevic, Environ. Dev. Sustain. 2015, 17, nr 1, 83.
[22] V. Kocsis, B. Hof, Environ. Dev. Sustain. 2016, 18, nr 5, 1433.
[23] A. Franco, P. Salza, Environ. Dev. Sustain. 2011, 13, nr 2, 309.
[24] M. Kiehbadroudinezhad, A. Merabet, Ch. Ghenai, A.G. Abo-Khalil, T. Salameh, Heliyon 2023, 9, 3407, 1.
[25] M. Pronobis, S. Kalisz, J. Majcher, J. Wasylów, J. Sołtys, INSTAL 2020, 3, 17.
[26] A.V. De Laporte, A. Weersink, D. McKenney, Appl. Energy 2016, 183, 1053.
[27] H. Cui, J. Yang, Z. Wang, X. Shi, Carbon Capture Sci. Technol. 2021, 1, 1.
[28] D. Consiglio, Phys. Sci. Rev. 2017, 2, nr 5, 1.
[29] J. Shojaeiarani, D.S. Bajwa, S.G. Bajwa, BioResources 2019, 14, nr 2, 4996.
[30] R. Akdeniz, S. Shishvan, Agric. Eng. 2015, 2, nr 154, 25.
[31] G. Maj, A. Kuranc, Wybrane problemy z zakresu ekoenergii i środowiska, Libropolis, Lublin 2014.
[32] R. Hejft, S. Obidziński, Czysta Energia 2006, 6, nr 55, 23.
[33] W. Tic, Chemik 2014, 68, nr 10, 850.
[34] K. Shirbavikar, A. Harad, A. Sasane, A. Gham, P. Alekar, S. Ajgaonkar, S. Aphale, Int. J. Res. Appl. Sci. Eng. Technol. 2023, 11, nr 11, 1656.
[35] T. Zeng, A. Mlonka-Mędrala, V. Lenz, M. Nelles. Biomass Conv. Bioref. 2019, 11, 1211.
[36] P. Sommersacher, T. Brunner, I. Obernberger, N. Kienzl, W. Kanzian, Energy Fuels 2013, 27, 5192.
[37] M. Mladenović, M. Paprika, A. Marinković, Renew. Sustain. Energy Rev. 2018, 82, 3350.
[38] L. Wang, Ø. Skreiberg, M. Becidan, H. Li, Energy Procedia 2014, 61, 2008.
[39] K.O. Davidsson, L.E. Åmand, B.M. Steenari, A.L. Elled, D. Eskilsson, B. Leckner, Chem. Eng. Sci. 2008, 63, nr 21, 5314.
[40] P.A. Jensen, F.J. Frandsen, H. Wu, P. Glaborg, Mat. Konf. “Impacts of Fuel Quality on Power Production”, the 26th International Conference, September 19–23, 2016, Prague, Czech Republic.
[41] RA. Khalil, D. Todorovic, O. Skreiberg, M. Becidan, R. Backman, F. Goile, A. Skreiberg, L. Sorum, Waste Manag. Res. 2012, 30, nr 7, 643.
[42] Y. Zhu, Y. Niu, H. Tan, X. Wang, Front. Energy Res. 2014, 2, nr 7, 1.
[43] M. Maguyon-Detras, M. Migo, N. Van Hung, M. Gummert, Sustain. Rice Straw Manag. 2020, 4, 43.
[44] J. Malaťák, L. Passian, Res. Agric. Eng. 2011, 2, nr 57, 37.
[45] L. Deng, D. Torres-Rojas, M. Burford, T. Whitlow, J. Lehmann, E. Fisher, Fuel sensitivity of biomass cook stove performance, Elsevier, 2018.
[46] L. Obernberger, T. Brunner, G. Barnthaler, Biomass Bioenerg. 2006, 30, nr 11, 973.
[47] X. Li, X. Wang, H. Wang, F. He, ACS Omega 2023, 8, 43433.
[48] S. Rancane, A. Karklins, D. Lazdina, P. Berzins, Mat. Międzynarodowej Konf. „Engineering for Journal Development”, Jelgava, 20–22.05.2015 r., 546.
[49] J. Lasek, Heat Mass Transfer 2014, 50, 933.
[50] https://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/local_153728.pdf, dostęp 24.07.2024 r.
[51] J. Kuropka, Environ. Prot. Eng. 2010, 36, nr 2, 111.
[52] PN-EN ISO 17828:2016-02, Biopaliwa stałe. Określanie gęstości nasypowej.
[53] PN-EN ISO 17827-2:2016-07, Biopaliwa stałe. Oznaczanie składu ziarnowego paliw niesprasowanych. Cz. 2. Metoda przesiewania wibracyjnego przy użyciu sit o wymiarach oczka 3,15 mm lub poniżej.
[54] PN-EN ISO 18134-3:2015-11, Biopaliwa stałe. Oznaczanie zawartości wilgoci. Metoda suszarkowa. Cz. 3. Wilgoć w próbce do analizy ogólnej.
[55] PN-G-04516: 1998, Paliwa stałe. Oznaczanie zawartości części lotnych metodą wagową.
[56] CEN/TS 15104:2006, The Standard for Solid biofuels. Determination of total content of carbon, hydrogen and nitrogen.
[57] PN-G-04584:2001, Paliwa stałe. Oznaczanie zawartości siarki całkowitej i popiołowej automatycznymi analizatorami.
[58] PN-EN ISO 18125:2017-07, Biopaliwa stałe. Oznaczanie wartości opałowej.
[59] PN-EN ISO 18122:2016, Biopaliwa stałe. Oznaczanie zawartości popiołu.
[60] PN-EN ISO16127:2012, Biopaliwa stałe. Określanie długości i średnicy peletów.
[61] PN-EN ISO 17828:2016-02, Biopaliwa stałe. Określanie gęstości nasypowej.
[62] PN-EN ISO 17831-1:2016-02, Biopaliwa stałe. Oznaczanie wytrzymałości mechanicznej peletów i brykietów. Cz. 1. Pelety.
[63] PN-EN ISO 17225-6:2014-08, Biopaliwa stałe. Specyfikacje paliw i klasy. Cz. 6. Klasy peletów niedrzewnych.
[64] T. Ivanova, B. Havrland, R. Novotny, A. Muntean, P. Hutla, Mat. Międzynarodowej Konf. “Contemporary Research Trends in Agricultural Engineering”, Kraków, 25–27 września 2017 r.
[65] T. Ivanova, M. Kolarikova, B. Havrland, L. Passian, Mat. Międzynarodowej Konf. „Engineering for Journal Development”, Jelgava, 29–30.05.2014 r.
[66] K. Zawiślak, P. Sobczak, A. Kraszkiewicz, I. Niedziółka, S. Parafiniuk, I. Kuna-Broniowska, W. Tanaś, W. Żukiewicz-Sobczak, S. Obidziński, Renew. Energy 2020, 145, 997.
[67] S. Obidziński, R. Hejft, Inż. Aparat. Chem. 2013, 52, nr 3, 210.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-10

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma