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DOI: 10.3791/51734-v
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
This study explores the integration of a novel Upflow Anaerobic Solid State (UASS) reactor for biogas production with hydrothermal carbonization (HTC) of digestate into biochar. The research aims to enhance bioenergy production from fibrous feedstock, demonstrating the potential of combining these two bioenergy processes.
Una novela de estado sólido (UAS) reactor anaeróbico de flujo ascendente se utilizó para la producción de biogás a partir de materia prima fibrosa. Lodos de digestión del reactor UAS se carboniza hidrotermal en HTC biochar en un reactor discontinuo a presión. La integración de los dos conceptos de bioenergía se aplicó en este estudio para aumentar la producción global de la bioenergía.
Hay cuatro pasos de degradación en cualquier digestión anaeróbica. En primer lugar, los polisacáridos se hidrolizan en monómeros. Los monómeros se convierten en lactatos y alcoholes de ácidos grasos bajos en carbono por agenesia.
En una cetogénesis. El producto de Agenesis se convierte en y formato. El último paso es la miogénesis, donde los microorganismos metagénicos producen metano a partir del producto Aceto SSIS.
La digestión anaeróbica tradicional de biomasa sólida es un proceso que requiere mucho tiempo y energía. Sin embargo, un nuevo reactor de estado sólido aeróbico y de flujo ascendente tiene todo el potencial para superar las deficiencias. Las ventajas significativas de este tipo de reactor es la separación espontánea de sólidos y líquidos.
Además, la circulación de líquido puede eliminar la costosa dirección La carbonización hidrotermal es un proceso de tratamiento termoquímico en el que la biomasa residual se calienta a 200 a 260 grados Celsius a una presión de saturación de agua de 4,5 a seis horas. El agua subcrítica en esta condición es muy reactiva. Como resultado, Hemi Cellose, junto con otros extractivos, se degrada alrededor de 180 a 200 grados Celsius, mientras que la celulosa reacciona alrededor de 220 a 2 grados Celsius y la lignina permanece en el arte HTC Biochar.
El producto sólido de HTC es muy fritable, hidrofóbico y estable. Tiene unas características caloríficas similares al carbón de lignito. El objetivo del trabajo era combinar estos dos procesos de producción de bioenergía juntos.
En este vídeo, mostraremos el principio de funcionamiento y el funcionamiento de un novedoso reactor UASS para la producción de biogás. Más adelante, también mostraremos la carbonización hidrotermal de los digeridos para la producción de biocore para una digestión aeróbica. Se utilizó un reactor UASS de 39 litros de cinco a 65 milímetros de largo.
Se alimentan chuletas de paja de trigo cruda. El contenido de materia seca orgánica de la materia prima fue del 85,9%, mientras que la fracción de fibra bruta fue del 46,3%Los reactores UASS fueron de acero inoxidable con una ventana de inspección hecha de vidrio acrílico. Se combinó un filtro anaeróbico de 30 litros con cada reactor UASS de 39 litros.
Cada filtro anaeróbico se llenó con un portador de biopelícula de polietileno 325. El portador de biopelícula tenía una superficie de 305 metros cuadrados por metro cúbico, la bomba de alto dolf accionada 5 2 0 1 se utilizó tanto en condiciones mesófilas como termófilas. Para el líquido de proceso, las yemas calefactoras se ajustaron al nivel de temperatura deseado del reactor para la alimentación diaria de los reactores UASS.
Se pesan 120 gramos de paja de madera. Se abre el tubo de alimentación UASS y se retira el muñón. La paja de madera se llena en el tubo de alimentación diagonal y se empuja hacia el fondo del reactor.
La superficie del techo está adherida al gas y el tubo de alimentación está cerrado. Las bombas funcionan de forma continua transportando 1,2 litros por hora de proceso filtrado a través del sistema del reactor. La composición del biogás se mide regularmente con el analizador de biogás industrial.
Aproximadamente tres kilogramos de digerido se eliminan una vez a la semana. Las muestras de proceso, líquidas y digeridas se analizaron semanalmente para determinar sus propiedades químicas. Para los experimentos de HTC se utilizó un reactor de la serie 4 5 5 5 de par 18 litros con un controlador par 4 8 4 8.
En este estudio se utilizó el paquete de software Spec view 3 2 8 4 9. Se pesó la paja digerida. La misma balanza se utilizó para medir 10 kilogramos de agua.
Tanto el agua digerida como el agua se introdujeron en el recipiente antes del cierre médico de la NU. El contenido del reactor se dirigía manualmente para evitar el bloqueo de la dirección de la hélice. El reactor estaba cerrado y asegurado por el travesaño.
Apriete el perno con la fuerza de 50 Newton metro. Las condiciones de reacción se establecieron en este experimento en particular. La temperatura se fijó en 230 grados centígrados con una velocidad de calentamiento de dos grados centígrados por minuto y mantuvo la temperatura durante seis horas.
Después de la fase de enfriamiento, se apagó y el gas se recogió en una bolsa de gas de 20 litros. El lodo se drenó a través de una válvula de bola de alta presión y alta temperatura. El líquido se recogió y se filtró.
El biocarbón producido fue desgarrado. El biocarbón húmedo se coloca en un horno a 105 grados centígrados. En este trabajo se utilizó un analizador de tres elementos vari EL.
En una bandeja de muestras, se pesaron 30 miligramos de óxido de tungsteno. Se colocaron de cinco a 10 miligramos de muestra seca en la bandeja de muestras. Mézclalo y envuélvelo.
La bandeja de muestras se coloca en un muestreador automático vari EL. Se inicia el análisis y los datos se almacenan en una computadora. El rendimiento máximo de metano fue de 270,4 litros por kilogramo para el funcionamiento termófilo y de 216,9 litros por kilogramo para el mesófilo.
El biogás contiene entre un 41 y un 61% de metano, y el resto es dióxido de carbono. La digestión seca se parece a la paja seca, solo que un poco más oscura en color. La estructura fibrosa se destruye en el biocarbón HTC.
En ausencia de estructura fibrosa, el biocarbón HTC se vuelve fritable. Apenas requiere presión para pulverizarlo. El biocarbón HTC es muy hidrofóbico.
Puede permanecer en contacto con el agua durante un tiempo prolongado. Si un kilogramo de paja cruda se carboniza hidrotermalmente, el biocarbón HTC tendrá un potencial de 11 megajulios. Pero con el proceso de combinación, se puede producir un total de 12,1 mega bioenergía.
Ladigestión anaeróbica tiene un rendimiento energético del 20 al 25%, mientras que con la combinación de HTC, el rendimiento energético puede alcanzar hasta el 70%
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