Réduction des émissions de bois de saule par micro-ondes à basse température assistée par hydrothermal carbonisation

Victoria Knappe; Sebastian Paczkowski; Luis Alonso Diaz Robles; Alain Gonzales; Stefan Pelz

doi:10.3791/58970

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Article de méthode

Réduction des émissions de bois de saule par micro-ondes à basse température assistée par hydrothermal carbonisation

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DOI :

10.3791/58970

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19 mai 2019

Victoria Knappe^*¹ , Sebastian Paczkowski^*¹ , Luis Alonso Diaz Robles² , Alain Gonzales² , Stefan Pelz¹

¹Department of Forest Utilization & Biomass Fuels and Combustion, University of Applied Science Rottenburg, ²Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Universidad de Santiago de Chile

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Un protocole pour la déplétion des précurseurs d’émissions à partir de la biomasse de faible qualité par un traitement hydrothermale assisté par micro-ondes à basse température est présenté. Ce protocole comprend les paramètres hyperfréquences et l’analyse du produit biocharbon et de l’eau de process.

Résumé

La biomasse est un combustible durable, car ses émissions de CO₂ sont réintégrées dans la croissance de la biomasse. Cependant, les précurseurs inorganiques de la biomasse provoquent un impact environnemental négatif et une formation de scories. Le bois de saule à courte rotation (SRC) sélectionné a une teneur élevée en cendres figure-abstract-1 (= 1,96%) et, par conséquent, une teneur élevée en précurseurs d’émissions et de scories. Par conséquent, la réduction des minéraux du bois de saule SRC par la carbonisation hydrothermale assistée par micro-ondes à basse température (MAHC) à 150 ° c, 170 ° c et 185 ° c est étudiée. Un avantage de MAHC sur les réacteurs conventionnels est une conductance de température uniforme dans le milieu de réaction, car les micro-ondes pénètrent le volume entier du réacteur. Cela permet un meilleur contrôle de la température et un temps de recharge plus rapide. Par conséquent, une succession de réactions de dépolymérisation, de transformation et de repolymérisation peut être analysée efficacement. Dans cette étude, l’analyse de la perte de masse, de la teneur en cendres et de la composition, des valeurs de chauffage et des rapports molaires O/C et H/C du bois de saule traité et non traité a montré que la teneur en minéraux du charbon MAHC était réduite et que la valeur de chauffage augmentait. L’eau du processus a montré un pH décroissant et contenait du furfural et du 5-méthylfurfural. Une température de process de 170 ° c a montré la meilleure combinaison d’entrée d’énergie et de réduction des composants de cendres. Le MAHC permet une meilleure compréhension du processus de carbonisation hydrothermale, tandis qu’une application industrielle à grande échelle est peu probable en raison des coûts d’investissement élevés.

Introduction

L’application de micro-ondes pour la carbonisation hydrothermale (mahc) a été utilisée pour la transformation thermochimique de composés modèles de biomasse comme le fructose, le glucose¹^,² ou la cellulose³, et pour les substrats organiques, de préférence les déchets⁴^,⁵^,⁶^,⁷^,⁸^,⁹^,¹⁰. L’utilisation des micro-ondes est avantageuse car elle permet un chauffage u....