Name: 저온 마이크로파 보조 열 량 화에의 한 버드 나무 연료 방출 감소 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: 학습하세요 저온 마이크로파 보조 열수 탄화를 이용해 버드나무 바이오매스의 미세먼지 전구체를 제거하고 연소 특성을 개선하는 방법입니다. 이 기술은 재생에너지 분야에서 바이오매스 연료 잠재력을 높이는 데 활용됩니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

저자는 크리스토프 Warth, 마이클 러 스, Carola 렙 스키, 줄리안 테 하다 및 박사 Rainer 키 르 호프의 기술 지원을 부탁 드립니다. 이 연구는 보조금 번호 01DN16036에서 BMBF (프로젝트 BiCoLim-가연성 Limpios)에 의해 자금을 지원 하였다.

1. 샘플 재료의 제조
<ol><li>수확 5 년 된 버드 나무, 클론 형 「 Tordes (살 릭 스schwerinii x s. viminalis) 」의 높이가 12 − 14 m, 유 방 지름 약 15cm.</li>
	<li>목재를 칩 하 고 105 ° c에서 24 시간 동안가 마 건조 기에 칩을 건조 한다.</li>
	<li>절단 분쇄기로 목재 칩을 절단 하 고 원심 분쇄기로 분쇄 하 여 0.12 mm의 입자 크기를 냅니다.</li>
</ol>2. 마이크로파 보조 열로 탄 화
<ol><li>850 W의 전자 렌지와 2455 MHz의 마 그 네트 론 주파수를 사용 하십시오.</li>
	<li>1.3 단계에서 원료 500 mg을 주걱으로 50 mL 에틸렌 (PTFE) 반응 용기에 넣습니다. 탈 염 수 10ml를 첨가 합니다. 캡의 압력 밸브가 캡 테두리와 동일한 수준에 있도록 반응 용기 캡을 조이십시오.</li>
	<li>각 처리 온도에 대해, 전자 렌지에 원료를 12 개의 반응 용기에 넣고 오븐을 닫습니다.</li>
	<li>3 온도 프로그램을 설정 합니다: 150 ° c (램프 + 12.5 ° c 분-1을 유지 60 분, 피크 전력 50%), 170 ° c (램프 + 9.6 ° c 분) 및60 ° c (램프 + 80 ° c 분-1 을 유지 30 분, 램프-1.1을 150 ° c , 최대 전력 100%)를 유지 합니다. 각 단일 프로그램에 대해 전자 렌지를 시작 하십시오.</li>
	<li>프로그램이 완료 되 면 반응 용기를 제거 하 고 냉각 및 재 활성화를 허용 합니다. 그런 다음 내부 압력을 방출 한 후 연기 찬 장 아래에서 엽 니.</li>
	<li>각 반응 용기에 증류수 2 회 35 mL를 추가 합니다. 각 용기의 용액을 원심 분리기 실린더에 붓고 10 분 동안 1714 x g 에서 원심 분리 합니다.</li>
	<li>공정 수는 다른 튜브로 배출 되 고 pH 및 기체 크로마토그래피 질량 분 광 법 (GC-MS) 분석을 위해-5°c에서 냉동 보관 됩니다.</li>
	<li>원심 분리기 실린더를-5°c에서 남아 있는 바이오 석탄 펠 릿으로 고정 합니다. 그런 다음 바이오 석탄 펠 렛을 꺼내 24 시간 동안 105 ° c에서 건조 시키십시오. 바이오 석탄 펠 릿을 계량 하 고 MAHC 처리에 의해 유도 된 체중 감량을 계산 합니다.</li>
	<li>2.2 ~ 2.8 단계를 반복 하 여 온도 당 4 회 (48 반응 용기)를 생성 하 여 후속 분석을 위한 충분 한 바이오 석탄 (약 22g)을 생산 합니다.</li>
</ol>3. 회분 함량 측정
<ol><li>20 개의 빈 세라믹 요리를 개별적으로 계량 합니다. 각 1g의 시료 (원 재료 5g× 1 g, 각 온도 처리에서 생 석탄 5g× 1g)를 추가 합니다. 참고: 요리에 레이블을 지정할 수 없기 때문에 오븐에 있는 용기의 배열에 대 한 계획을 그려야 합니다.</li>
	<li>오픈 세라믹 요리를 머 플로 넣고 용광로를 닫습니다.</li>
	<li>상기 머 플로 (+ 6°c)에서 25°c 내지 250 ° c 에서 60 분, + 10°c에서 550 ° c까지 유지 하 고, 120 분 을 홀드 하 여 프로그램을 시작 하는 온도 프로그램을 프로그램 한다.</li>
	<li>프로그램이 완료 되 면, 105 ° c로 냉각로 머 플을 보자. 그런 다음 노를 열고 세라믹 요리를 꺼내.</li>
	<li>실리 카겔로 구성 된 건조제로 채워진 추출기 (재료 표)에 세라믹 접시를 놓습니다. 진공 펌프의 도움으로 건조제를 닫고 진공 건조 하십시오.</li>
	<li>24 시간 냉각 후 세라믹 요리를 꺼내 세요. 재가 들어 있는 세라믹 접시를 계량 하 고 빈 세라믹 접시의 무게를 빼서 회분 중량을 계산 합니다.</li>
	<li>회분의 중량을 원료 또는 바이오 석탄의 건조 질량으로 나누어 재 함량을 퍼센트로 결정 한다.</li>
</ol>4. 더 높고 낮은가 열 값의 결정
<ol><li>열 량 계의 워터 펌프를 활성화 하 고 산소 밸브를 열어 칼로리 미터에 99.5%의 산소를 공급 합니다.</li>
	<li>포도 당의 1g을 계량 하 여 46479 J/g의 열 량 값이 있는 플라스틱 샘플 봉지에 넣으십시오. 샘플 봉지를 열 량 계 폭탄의 연소 도가니에 넣으십시오.</li>
	<li>폭탄 바닥에 탈 이온 수 5 mL를 넣고 폭탄을 조입니다. 열 량 계에 폭탄을 넣고 칼로리 미터를 닫습니다.</li>
	<li>샘플의 무게를 입력 하 고 설정을 샘플 백 방법으로 변경 합니다. 칼로리 미터를 시작 합니다.</li>
	<li>측정이 완료 되 면 폭탄을 꺼내 거꾸로 돌려 1 분간 천천히 흔들어 줍니다.</li>
	<li>폭탄을 풀고 2 회 탈 염 수 5 mL를 제거 하 고 후속 이온 크로마토그래피 분석을 위해 스크류 캡 용기에 보관 하십시오.</li>
	<li>4.2-4.6 단계를 반복 하 여 교정 표준을 얻습니다.</li>
	<li>각 MAHC 바이오 석탄 (150 ° c, 170 ° c, 185 ° c) 및 원료를 사용 하 여 4.2-4.6 단계를 5 회 반복 하십시오.</li>
	<li>다음 방정식40을 사용 하 여 낮은가 열 값을 계산 합니다. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq2.jpg"> LHV가가 열 값이 낮을수록 HHV는 4.4 단계에서 열 량 계 로부터 얻어진 발열량이 높고, ω은 원소 분석 으로부터<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq3.jpg"> 얻어진 수소 함유량 이다.</li>
</ol>5. 염소의 정량화를 위한 이온 크로마토그래피
참고: 분석 전에 이온 크로마 토 그래프의 교정을 확인 하십시오.
<ol><li>4.8 단계에서 5 mL 용액을 꺼내 50 mL 볼륨 측정 마스크에 2 회 탈 염 수의 45 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>샘플 흡입 튜브를 샘플 용기에 넣고 주사기를 사용 하 여 샘플 약 3ml을 프리 칼럼에 그립니다. 분석 실행을 시작 합니다.</li>
	<li>제조업체의 지침에 따라 측정을 수행 합니다.</li>
	<li>섹션 4에서 준비한 각 샘플에 대해 5.2 및 5.3 단계를 반복 합니다.</li>
</ol>6. O/C 및 H/C 비율 측정을 위한 원소 분석
<ol><li>측정할 샘플에 대해서는 계측기 설명서에서 적절 한 방법을 선택 하십시오.</li>
	<li>장치를 교정 하는 데 필요한 모든 20 mg 미드 표준과 공백을 만드십시오.</li>
	<li>재료 샘플을 준비 하려면 마이크로 저울에 샘플 20 mg을 주석 호 일에 넣으십시오. 주석 호 일의 샘플을 계량 하 고 샘플 주위의 호 박을 닫은 다음 패키지를 눌러 가능한 한 적은 공기를 포함 시킵니다. 그런 다음 각 샘플에 대해이 5 배를 반복 합니다. 참고: biochar 샘플을 분석할 수 있으려면, 샘플의 양과 동일한 양의 삼산화 텅스텐을 1:1의 비율로 첨가 해야 합니다. 이는 원소 분석기에서 완전 연소를 보장 하기 위해 biochar에서 누락 된 산소를 보상 하기 위해 필요 합니다.</li>
	<li>준비 된 샘플을 원소 분석기의 오토 샘플러에 삽입 합니다.</li>
	<li>원소 분석기의 연 소실에 대 한 산소 및 헬륨 밸브를 엽니다.</li>
	<li>장치가 장치에서 지정한 온도에 도달 하면 해석을 시작 합니다. 이 경우, 온도가 900 ° c에 도달할 때까지 기다리십시오.</li>
	<li>미드 표준 무게 (단계 6.2) 및 각 원소의 1 몰의 중량에 의해 미드 표준에서 각 원소의 몰수를 계산 한다.</li>
	<li>6.7 단계에서 얻은 미드에서 C, H, S 및 N의 두더지와 각각의 피크 영역 사이의 관계를 계산 합니다.</li>
	<li>총 샘플 중량에서 3.7 단계에서 얻은 샘플 회분 함량을 뺍니다.</li>
	<li>미드 표준 및 샘플의 각 요소 피크 영역을 비교 하 고, 미드의 각 요소에 대 한 몰을 곱하여 샘플에서 요소의 몰 수를 구합니다.</li>
	<li>6.10 단계에서 얻어진 원소의 몰을 주기율표의 각각의 몰 질량과 곱하여 시료에서 C, H, S 및 N의 중량을 계산 한다.</li>
	<li>6.9 단계에서 얻어진 애쉬 프리 샘플 덩어리를 이용 하 여 시료에서 산소의 중량을 계산 하 고, 6.11 단계에서 얻어진 C, H, N 및 S의 중량을 뺀 다.</li>
	<li>원료 및 MAHC 바이오 석탄 샘플에서의 몰 H/C 및 O/C 비율을 계산 합니다.</li>
</ol>7. 유도 결합 플라즈마 광 방출 분 광 법
<ol><li>말린 원료 또는 MAHC 바이오 석탄 400 mg을 계량 하 여 50 mL PTFE 반응 용기에 넣어 주걱으로 넣습니다. 69%의 질 산과 35% 염 산 9 mL의 3 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>캡의 압력 밸브가 캡 테두리와 동일한 수준에 있도록 반응 용기 캡을 조이십시오.</li>
	<li>분석 하고자 하는 시료의 반응 용기를 전자 렌지에 넣고 오븐을 닫으십시오.</li>
	<li>유기 재료의 완전 한 분해를 위한 온도 프로그램을 프로그래밍: 램프 + 15.5 ° c 분- 200 ° c, 30 분을 유지 하 고 180 ° c까지 냉각 하 여 5 분간 유지 합니다. 전자 렌지를 시작 합니다.</li>
	<li>프로그램이 완료 되 면 반응 용기를 제거 하 고 냉각 및 재 활성화를 허용 합니다. 그런 다음 내부 압력을 방출 한 후 연기 찬 장 아래에서 용기를 엽니다.</li>
	<li>샘플을 50 mL 벌브 실린더에 붓 습니다. 이어서 반응 용기를 2 회 탈 이온 수로 철저히 헹 구 고이를 벌브 실린더에 전달 한다. 모든 시료의 희석도를 보장 하기 위해 실린더를 50 mL 마크에 두 번 탈 이온 수로 올려 보세요.</li>
	<li>150 µm 메쉬 필터 종이로 7.6 단계에서 샘플을 필터링 합니다. 여과 액을 50 mL 원추형 원심 분리기 튜브에 채우십시오.</li>
	<li>ICP의 자동 인젝터에 표준 샘플을 넣습니다. 상기 표준 시료는 알려진 농도 (0.0001 ppm, 0.001 ppm, 0.1 ppm, 1ppm 10ppm, 20ppm 50, 5Ppm)(b)로 정량화 되는 원소로 서, Fe,이 세, Zn, Ag, 알루미늄, 구리, 이를 통해, 밀리 그램, 미네소타, 모에 나, 니켈, Rb 및</li>
	<li>ICP의 자동 인젝터에 샘플을 넣고 동일한 파라미터로 ICP 분석을 실행 합니다.</li>
	<li>ICP 분석 후 7.8 단계에서 표준 샘플에서 얻은 교정 곡선을 기반으로 밀리 그램/kg으로 자동 계산 되는 소프트웨어에서 원소 농도를 구합니다.</li>
	<li>생산 된 바이오 석탄의 원소 농도 감소를 계산: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq4.jpg"> 여기서 Conc. 바이오 매스는 바이오 매스와 Conc의 원소 농도 이다. 석탄에는 바이오 석탄의 원소 농도가 있습니다.</li>
</ol>8. HTC 공정 수의 pH 측정
<ol><li>원 재료의 MAHC 처리 (단계 2.7)에서 각 액체 분 획을 각각의 비 커에 있는 3 개의 생물 석탄으로 채우십시오.</li>
	<li>표준 솔루션으로 pH 프로브를 교정 합니다.</li>
	<li>원료의 액체 분 획과 3 개의 MAHC 바이오 석탄의 pH를 측정 합니다.</li>
</ol>9. 가스 크로마토그래피-질량 분석기
<ol><li>150 µm 메시 여과 지를 가진 MAHC 처리 (단계 2.7)에서 액체 분 획을 여과 하십시오. 20 mL의 메탄올을 여과 된 액체 분 획의 1Ml에 첨가 한다.</li>
	<li>200 µ L을 GC-MS 오토 샘플러 바이 알에 전달 하 고, 바이 알을 GC-MS 오토 샘플러에 넣는다.</li>
	<li>푸 르 푸 랄과 5-메 틸 푸 르 푸 랄 (분석적 등급)의 순수한 표준에 메탄올을 사용 하여 10 ~2, 10, 10 ~5 까지 희석 하십시오.</li>
	<li>GC-MS 자동 샘플러에 표준을 넣고 매개 변수를 사용 하 여 분석 하십시오: 230 ° c에서 1 µ L 사출 체적 인젝터 온도 및 1:40 분할; 5MS 비 극성 열 (재료의 테이블) 길이 15 m 및 0.25 mm 필름 두께; 온도 프로그램 30°c, 2 분, + 40 ° c/분의 램프를 250 ° c로 유지 하 고 2 분간 유지 합니다. 0.3의 각 스캔 35-1400의 m/z 범위의 스캔 모드에서 70 mV 및 MS 검출기로 이온화 합니다.</li>
	<li>총 이온 수 (TIC) 피크 영역과 복합 농도에 따라 보정 곡선을 설정 합니다.</li>
	<li>동일한 분석 매개 변수를 사용 하 여 준비 된 HTC 바이오 석탄 액체 상 샘플을 실행 하 고 스펙 트 라 라이브러리의 표준 및 스펙트럼 일치의 보존 시간에 따라 소량의 및 5-메 틸 푸 르 팔을 식별 합니다.</li>
	<li>계산 된 교정 곡선 (단계 9.6)을 사용 하 고 푸 르 푸 랄 및 5-메 틸 푸 르의 샘플 피크 영역을 삽입 하 여 소량의 및 5-메 틸 푸 랄의 농도를 확인 합니다.</li>
</ol>10. 통계
<ol><li>정규 분포를 테스트 하 여 데이터를 분석 합니다.</li>
	<li>비 통상적으로 분산 된 데이터 세트에 대 한만-휘트니 U 테스트를 사용 하 고 데이터 세트 간의 중요 한 차이를 찾기 위해 일반적으로 분산 된 데이터 세트에 대 한 t-검정을 이용 하십시오. 참고: 하나의 데이터 세트가 일반적으로 배포 되 고 다른 데이터가 아닌 경우에는만-휘트니 U 테스트를 사용 하십시오.</li>
</ol>

<ol><li>Li, C., Zhao, Z. K., Cai, H., Wang, A., Zhang, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-promoted+conversion+of+concentrated+fructose+into+5-hydroxymethylfurfural+in+ionic+liquids+in+the+absence+of+catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+and+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Microwave-promoted conversion of concentrated fructose into 5-hydroxymethylfurfural in ionic liquids in the absence of catalysts.</a> Biomass and Bioenergy. 35 (5), 2013-2017 (2011).</li>
<li>Möller, M., Harnisch, F., Schröder, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-assisted+hydrothermal+degradation+of+fructose+and+glucose+in+subcritical+water%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+and+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Microwave-assisted hydrothermal degradation of fructose and glucose in subcritical water.</a> Biomass and Bioenergy. 39, 389-398 (2012).</li>
<li>Guiotoku, M., Rambo, C. R., Hansel, F. A., Magalhães, W. L. E., Hotza, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-assisted+hydrothermal+carbonization+of+lignocellulosic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">Microwave-assisted hydrothermal carbonization of lignocellulosic materials.</a> Materials Letters. 63 (30), 2707-2709 (2009).</li>
<li>Guiotoku, M., Rambo, C. R., hansel, F. A., Magalhães, W. L. E., Hotza, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-assisted+hydrothermal+carbonization+of+lignocellulosic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">Microwave-assisted hydrothermal carbonization of lignocellulosic materials.</a> Materials Letters. (63), 2707-2709 (2009).</li>
<li>Kannan, S., Gariepy, Y., Raghavan, G. S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+and+characterization+of+hydrochar+produced+from+microwave+hydrothermal+cabonization+of+fish+waste%5BTitle%5D)+AND+%22Waste+Management%22%5BJournal%5D)">Optimization and characterization of hydrochar produced from microwave hydrothermal cabonization of fish waste.</a> Waste Management. , 159-168 (2017).</li>
<li>Elaigwu, S. E., Greenway, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-assisted+and+conventional+hydrothermal+carbonization+of+lignocellulosic+waste+material%3A+Comparison+of+the+chemical+and+structural+properties+of+the+hydrochars%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Analytical+and+Applied+Pyrolysis%22%5BJournal%5D)">Microwave-assisted and conventional hydrothermal carbonization of lignocellulosic waste material: Comparison of the chemical and structural properties of the hydrochars.</a> Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 118, 1-8 (2016).</li>
<li>Elaigwu, S. E., Greenway, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-assisted+hydrothermal+carbonization+of+rapeseed+husk%3A+A+strategy+for+improving+its+solid+fuel+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel+Processing+Technology%22%5BJournal%5D)">Microwave-assisted hydrothermal carbonization of rapeseed husk: A strategy for improving its solid fuel properties.</a> Fuel Processing Technology. 149, 305-312 (2016).</li>
<li>Chen, W. -H., Ye, S. -C., Sheen, H. -K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+sugarcane+bagasse+via+wet+torrefaction+in+association+with+microwave+heating%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+technology%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of sugarcane bagasse via wet torrefaction in association with microwave heating.</a> Bioresource technology. 118, 195-203 (2012).</li>
<li>Nizamuddin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upgradation+of+chemical%2C+fuel%2C+thermal%2C+and+structural+properties+of+rice+husk+through+microwave-assisted+hydrothermal+carbonization%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+science+and+pollution+research+international%22%5BJournal%5D)">Upgradation of chemical, fuel, thermal, and structural properties of rice husk through microwave-assisted hydrothermal carbonization.</a> Environmental science and pollution research international. 25 (18), 17529-17539 (2018).</li>
<li>Nizamuddin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+overview+of+microwave+hydrothermal+carbonization+and+microwave+pyrolysis+of+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+in+Environmental+Science+and+Bio%2FTechnology%22%5BJournal%5D)">An overview of microwave hydrothermal carbonization and microwave pyrolysis of biomass.</a> Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. 17 (4), 813-837 (2018).</li>
<li>Dallinger, D., Kappe, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-assisted+synthesis+in+water+as+solvent%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+reviews%22%5BJournal%5D)">Microwave-assisted synthesis in water as solvent.</a> Chemical reviews. 107 (6), 2563-2591 (2007).</li>
<li>Qi, X., Watanabe, M., Aida, T. M., Smith, J. R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+dehydration+of+fructose+into+5-hydroxymethylfurfural+by+ion-exchange+resin+in+mixed-aqueous+system+by+microwave+heating%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Catalytic dehydration of fructose into 5-hydroxymethylfurfural by ion-exchange resin in mixed-aqueous system by microwave heating.</a> Green Chemistry. 10 (7), 799(2008).</li>
<li>Nüchter, M., Ondruschka, B., Bonrath, W., Gum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+assisted+synthesis+-+a+critical+technology+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Microwave assisted synthesis - a critical technology overview.</a> Green Chem. 6 (3), 128-141 (2004).</li>
<li>Schanche, J. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+synthesis+solutions+from+personal+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Diversity%22%5BJournal%5D)">Microwave synthesis solutions from personal chemistry.</a> Molecular Diversity. 7 (2-4), 291-298 (2003).</li>
<li>Kappe, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+microwave+heating+in+modern+organic+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+%28International+ed.+in+English%29%22%5BJournal%5D)">Controlled microwave heating in modern organic synthesis.</a> Angewandte Chemie (International ed. in English). 43 (46), 6250-6284 (2004).</li>
<li>Gronnow, M. J., White, R. J., Clark, J. H., Macquarrie, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+Efficiency+in+Chemical+Reactions%3A+A+Comparative+Study+of+Different+Reaction+Techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Process+Research+%26+Development%22%5BJournal%5D)">Energy Efficiency in Chemical Reactions: A Comparative Study of Different Reaction Techniques.</a> Organic Process Research & Development. 9 (4), 516-518 (2005).</li>
<li>Kruse, A., Dahmen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+biomass+conversion%3A+Quo+vadis%3F%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Supercritical+Fluids%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal biomass conversion: Quo vadis?</a> The Journal of Supercritical Fluids. 134, 114-123 (2018).</li>
<li>Reza, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+Carbonization+of+Biomass+for+Energy+and+Crop+Production%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal Carbonization of Biomass for Energy and Crop Production.</a> Applied Bioenergy. 1 (1), (2014).</li>
<li>Libra, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+biomass+residuals%3A+a+comparative+review+of+the+chemistry%2C+processes+and+applications+of+wet+and+dry+pyrolysis%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of biomass residuals: a comparative review of the chemistry, processes and applications of wet and dry pyrolysis.</a> Biofuels. 2 (1), 71-106 (2011).</li>
<li>Reza, M. T., Uddin, M. H., Lynam, J. G., Hoekman, S. K., Coronella, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+loblolly+pine%3A+reaction+chemistry+and+water+balance%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+Conversion+and+Biorefinery%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of loblolly pine: reaction chemistry and water balance.</a> Biomass Conversion and Biorefinery. 4 (4), 311-321 (2014).</li>
<li>Funke, A., Ziegler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+biomass%3A+A+summary+and+discussion+of+chemical+mechanisms+for+process+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%2C+Bioproducts+and+Biorefining%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of biomass: A summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering.</a> Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 4 (2), 160-177 (2010).</li>
<li>Kruse, A., Funke, A., Titirici, M. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+conversion+of+biomass+to+fuels+and+energetic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Current+opinion+in+chemical+biology%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal conversion of biomass to fuels and energetic materials.</a> Current opinion in chemical biology. 17 (3), 515-521 (2013).</li>
<li>Reza, M. T., Lynam, J. G., Uddin, M. H., Coronella, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization%3A+Fate+of+inorganics%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+and+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization: Fate of inorganics.</a> Biomass and Bioenergy. 49, 86-94 (2013).</li>
<li>Zhang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+study+on+fuel+properties+of+hydrochars+produced+from+corn+stalk+and+corn+stalk+digestate%5BTitle%5D)+AND+%22Energy%22%5BJournal%5D)">Comparison study on fuel properties of hydrochars produced from corn stalk and corn stalk digestate.</a> Energy. 165, 527-536 (2018).</li>
<li>Huang, Y. -B., Yang, Z., Dai, J. -J., Guo, Q. -X., Fu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+high+quality+fuels+from+lignocellulose-derived+chemicals%3A+a+convenient+C-C+bond+formation+of+furfural%2C+5-methylfurfural+and+aromatic+aldehyde%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Production of high quality fuels from lignocellulose-derived chemicals: a convenient C-C bond formation of furfural, 5-methylfurfural and aromatic aldehyde.</a> RSC Advances. 2 (30), 11211(2012).</li>
<li>Van de Vyver, S., Geboers, J., Jacobs, P. A., Sels, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Advances+in+the+Catalytic+Conversion+of+Cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22ChemCatChem%22%5BJournal%5D)">Recent Advances in the Catalytic Conversion of Cellulose.</a> ChemCatChem. 3 (1), 82-94 (2011).</li>
<li>Delidovich, I., Leonhard, K., Palkovits, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+and+hemicellulose+valorisation%3A+an+integrated+challenge+of+catalysis+and+reaction+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">Cellulose and hemicellulose valorisation: an integrated challenge of catalysis and reaction engineering.</a> Energy & Environmental Science. 7 (9), 2803(2014).</li>
<li>Sevilla, M., Fuertes, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+production+of+carbon+materials+by+hydrothermal+carbonization+of+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">The production of carbon materials by hydrothermal carbonization of cellulose.</a> Carbon. 47 (9), 2281-2289 (2009).</li>
<li>Yao, Z., Ma, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+co-hydrothermal+carbonization+on+polyvinyl+chloride+wastes+with+bamboo%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+technology%22%5BJournal%5D)">Characteristics of co-hydrothermal carbonization on polyvinyl chloride wastes with bamboo.</a> Bioresource technology. 247, 302-309 (2018).</li>
<li>Funke, A., Ziegler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+biomass%3A+A+summary+and+discussion+of+chemical+mechanisms+for+process+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%2C+Bioproducts+and+Biorefining%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of biomass: A summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering.</a> Biofuels, Bioproducts and Biorefining. (4), 160-177 (2010).</li>
<li>Liu, Z., Balasubramanian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upgrading+of+waste+biomass+by+hydrothermal+carbonization+%28HTC%29+and+low+temperature+pyrolysis+%28LTP%29%3A+A+comparative+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Energy%22%5BJournal%5D)">Upgrading of waste biomass by hydrothermal carbonization (HTC) and low temperature pyrolysis (LTP): A comparative evaluation.</a> Applied Energy. 114, 857-864 (2014).</li>
<li>Khalsa, J., Döhling, F., Berger, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Foliage+and+Grass+as+Fuel+Pellets-Small+Scale+Combustion+of+Washed+and+Mechanically+Leached+Biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Energies%22%5BJournal%5D)">Foliage and Grass as Fuel Pellets-Small Scale Combustion of Washed and Mechanically Leached Biomass.</a> Energies. 9 (5), 361(2016).</li>
<li>Saddawi, A., Jones, J. M., Williams, A., Le Coeur, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Commodity+Fuels+from+Biomass+through+Pretreatment+and+Torrefaction%3A+Effects+of+Mineral+Content+on+Torrefied+Fuel+Characteristics+and+Quality%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Fuels%22%5BJournal%5D)">Commodity Fuels from Biomass through Pretreatment and Torrefaction: Effects of Mineral Content on Torrefied Fuel Characteristics and Quality.</a> Energy & Fuels. 26 (11), 6466-6474 (2012).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Energie+aus+Biomasse%3A+Grundlagen%2C+Techniken+und+Verfahren%22">Energie aus Biomasse: Grundlagen, Techniken und Verfahren</a>. Kaltschmitt, M., Hartmann, H., Hofbauer, H. , Springer Vieweg. (2016).</li>
<li>Fengel, D., Wegener, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFengel%2C+D+%22Wood%3A+Chemistry%2C+Ultrastructure%2C+Reactions%22">Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions</a>. , Walter de Gruyter. Berlin. (1989).</li>
<li>Obernberger, I., Thek, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+characterisation+and+chemical+composition+of+densified+biomass+fuels+with+regard+to+their+combustion+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+and+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Physical characterisation and chemical composition of densified biomass fuels with regard to their combustion behaviour.</a> Biomass and Bioenergy. 27 (6), 653-669 (2004).</li>
<li>Kenney, W. A., Sennerby-Forsse, L., Layton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+biomass+quality+research+relevant+to+the+use+of+poplar+and+willow+for+energy+conversion%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass%22%5BJournal%5D)">A review of biomass quality research relevant to the use of poplar and willow for energy conversion.</a> Biomass. 21 (3), 163-188 (1990).</li>
<li>Tharakan, P. J., Volk, T. A., Abrahamson, L. P., White, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+feedstock+characteristics+of+willow+and+hybrid+poplar+clones+at+harvest+age%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+and+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Energy feedstock characteristics of willow and hybrid poplar clones at harvest age.</a> Biomass and Bioenergy. 25 (6), 571-580 (2003).</li>
<li>Liu, Z., Quek, A., Balasubramanian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+fuel+pellets+from+woody+biomass%2C+agro-residues+and+their+corresponding+hydrochars%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Energy%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of fuel pellets from woody biomass, agro-residues and their corresponding hydrochars.</a> Applied Energy. , 1315-1322 (2014).</li>
<li>Technischen Komitee ISO/TC 238. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22%22Solid+biofuels%22+und+Technisches+Komitee+CEN%2FTC+335+%22Biogene+Festbrennstoffe%22+Solid+biofuels+-+Determination+of+calorific+value+%28ISO+18125%3A2017%29%3B+German+version+EN+ISO+18125%3A2017%22">"Solid biofuels" und Technisches Komitee CEN/TC 335 "Biogene Festbrennstoffe" Solid biofuels - Determination of calorific value (ISO 18125:2017); German version EN ISO 18125:2017</a>. , Beuth. Berlin. (2017).</li>
<li>Kambo, H. S., Dutta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+review+of+biochar+and+hydrochar+in+terms+of+production%2C+physico-chemical+properties+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Renewable+and+Sustainable+Energy+Reviews%22%5BJournal%5D)">A comparative review of biochar and hydrochar in terms of production, physico-chemical properties and applications.</a> Renewable and Sustainable Energy Reviews. 45, 359-378 (2015).</li>
<li>Knappe, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+temperature+microwave+assisted+hydrothermal+carbonization+%28MAHC%29+reduces+combustion+emission+precursors+in+short+rotation+coppice+willow+wood%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Analytical+and+Applied+Pyrolysis%22%5BJournal%5D)">Low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization (MAHC) reduces combustion emission precursors in short rotation coppice willow wood.</a> Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 134, 162-166 (2018).</li>
<li>Liu, Z., Quek, A., Kent Hoekman, S., Balasubramanian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+solid+biochar+fuel+from+waste+biomass+by+hydrothermal+carbonization%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Production of solid biochar fuel from waste biomass by hydrothermal carbonization.</a> Fuel. 103, 943-949 (2013).</li>
<li>Hoekman, S. K., Broch, A., Robbins, C., Zielinska, B., Felix, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+%28HTC%29+of+selected+woody+and+herbaceous+biomass+feedstocks%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+Conversion+and+Biorefinery%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization (HTC) of selected woody and herbaceous biomass feedstocks.</a> Biomass Conversion and Biorefinery. 3 (2), 113-126 (2013).</li>
</ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

MAHC는 열 처리의 상이한 강도를 적용 하 여 화학적 분해 단계의 분화를 허용 한다. 따라서, 공정 수 중의 질량 손실, O/C-H/C 비율,가 열 값, 회분 성분 환 원, 공정 수의 pH 증가 및 퓨 란의 축적 간의 상호작용을 평가할 수 있다. 종래의 HTC 반응 기에 걸친 MAHC 방법의 이점은 전체 반응 기 부피를 관통 하는 마이크로파를 통한 열전도를 기반으로 하 고 거시적 층에 의해 반응 기 부피를가 열 하는 것이 아니라 마이크로 레벨에서 열을 수행 하는 것 이다. 다른 온도10. 이는 각각의 단량체의 탈수 및 탈 탄산에 의해 주로 촉발 되는 세 가지 상이한 분해 단계의 동정을 허용 하였다. 헤 미 셀 루 손실의 가수분해 및 deacetylation은 바이오 매스의 H/C 비율을 약간 증가 시킬 것이 고, 예를 들어, 150 ° c에서 이러한 반응 들을 분리 하는 것은 불가능 하였다. 제 2 온도 단계 (150− 170°c)는 탈 탄산에의 한 O/C 비로 강하를 유도 하였다. ...

열가 탄 화를 위한 마이크로파의 적용 (mahc)은과 당, 포도 당1,2 또는 셀 룰로 오 스와 같은 바이오매스 모델 화합물의 열 화학적 형질 전환 및 유기 기질을 위해 사용 되었다 바람직하게는 폐기물4,5,6,8,10. 마이크로파의 활용은 주로 유전 용 매 (11)의 열 손실을 통해 처리 된 바이오 매스2,10 의 균일 한가 열을 가능 하 게 하기 때문에, 마이크로파는 비록 직접 화학 결합을 중단 하 고 반응을 유도 하기 위해 충분 한 에너지를 전달 하지13. 마이크로파는 HTC 반응 기 용기의 전체 반응 체적을 관통 하 고 에너지를 재료에 직접 전달 하며,이는 종래의 반응 기로는 철강 맨 틀의 높은가 열 용량으로 인 한 느린가 열 속도를 나타내는 것이 불가능 하 고 샘플 자체14. 마이크로파에의 한 시료의 물 분자의 고른 흥분은 마이크로웨이브 반응 기의 온도가11,14,15 로 균등 하 게 분배 되 고 이후 재사용 대기 시간이 단축 됨에 따라 개선 된 공정 제어를 가능 하 게 합니다. 반응은 훨씬 빠릅니다. 더욱이, 종래의 반응 기는 발열 시 발생 하는 화학적 반응이 훨씬 느리고, 일반적으로 최종 온도에 할당 되는 결과를 바이어스 할 수 있다. MAHC 반응 기의 개선 된 공정 제어는 선택 된 HTC 반응 (예: 탈수 또는 탈 탄산)의 온도 의존성을 정밀 하 게 구체화 합니다. HTC 반응 기 부피에서 균등 한 온도 분포의 또 다른 이점은 내부 반응 기 벽 (2) 상에 서 고 정화 및 완전히 탄 화 된 입자의 접착력이 낮아진 것 이다. 그러나 물만이 평균 마이크로파 흡수 용 제로 서, 높은 온도에서 마이크로파 흡 광도를 감소 시키는 것을 보여주고,이는 달성 가능한 최대 온도를 제한 합니다. 이 부정적인 영향은 처리 전에 추가 된 HTC 공정 또는 촉매 (이온 또는 극성 종) 중에 산이 생성 될 때 보상 됩니다. 마이크로파 유도 반응은 일반적으로11,15 에서 더 높은 제품 수율과과 당에서 5-하이드 록 시 메 틸 푸 르 팔 (5-hmf)을 표시 모래 침대 촉매 반응에 비해12. 그들은 또한 기존의가 열 방법15,16다음 훨씬 더 나은 에너지 균형을가지고 있다.
열가 탄 화의 근본적인 화학 개념은 바이오 매스의 분해 및 연속적인 중 합 이다. 이러한 복잡 한 상호작용 반응의 과정에서 조직은 산소를 고갈 시켜가 열 값을 증가 시킵니다. 우선, 헤 미 및 셀 룰로 오 스는 당 단량체17로 가수분해 되 고, 저온은 주로 헤 미18,20,21에 영향을 미친다. HTC 반응의 초기 단계에서 유기 산은 설탕 알 데히드와 헤 미 셀 루 deacetylation의 변형으로 형성 됩니다. 이들 산은 아세트산, 락 트, 레 불린, 아크릴 또는 포 름 산20,21,22 일 수 있으며 반응 기 내에서의 물의 pH를 감소 시켰다. 해리로 인해 공정 수에서 이온 생성 물을 증가 시키는 자유 음이온을 형성 합니다. 증가 하는 이온 제품은 바이오 매스에 있는 회분의 주요 성분 인 양이온의 해결을 가능 하 게 합니다. 이 메커니즘에 의해, 조직은 방출 전 구체 및 슬 래그 포 머 (예: 칼륨, 나트륨, 칼슘, 염소 및 중 금속) 로부터고갈 된다24.
형성 된 유기 산은 퓨 란에 당 단량체의 탈수를 지원할 수 있다. 일반적인 당 탈수 제품은 플랫폼 제품 (예: 바이오 폴리머의 합성) 역할을 하기 때문에 화학 산업에 적합 한 제품 인 소량의과 5-하이드 록 시 메 틸 푸 르 푸 르입니다. 5-메 틸 퓨 푸 랄은 셀 룰로 오 스25,26 또는 5 하이드 록 시 메 틸 푸 르27에서 촉매 반응에 의해 형성 될 수 있습니다. 생체 고분자 합성은 통제 된 조건 하에서 인위적인 재 중 합을 하는 반면, 퓨 란는 또한 mahc 반응 기의 복잡 한 화학 환경에서 고 분자량 방향족 구조를 응축, 중 합 및 형성할 수 있습니다. 상기 가용 화 된 유기 및 무기 화합물과 변형 된 우드 셀 매트릭스의 상호작용은 반응 계 (20)의 복잡도를 더 한다. 퓨 란 중 합 반응 경로는 알 돌 응축 또는 분 자간 탈수18,20 및 소수 성 쉘과 더 친수성 코어 (28)를 갖는 하이드로 차르 입자를 사용 한다. 아직 바이오 매스 입자가 완전히 분해 된 다음 재 중 합 되었는지 또는 바이오 매스 입자가 탄소 화를 위한 템플릿으로 작용할 지 여부는 밝혀지지 않았습니다. 그러나, 분해 및 재 중 합 반응은 탈 탄산 및 블랙 카본의 H/c 비율을 향하여 밴 크 레 덴 다이어그램에서 강하를 유도 하는29,30과 같이 탈수 및 반응 반응을 포함 한다.
다른 연구는 종래의 반응 기 기반 수 열 처리 (31)의 광물 환 원 효과를 입증 하는 반면, 결합 된 기계 침 출32 또는 물/암모늄 아세테이트/염 산 세척33으로 물 세척 하는 것은, 우리의 연구는 처음으로 마이크로파를 가진 저온 탄 화 도중 무기물 침 출을 조사 합니다. 이 연구는 연료 업그레이드를 위한 방출 전 구체 침 출에 초점을 맞추고 있으므로 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 염소, 황, 질소 및 중 금속의 운명을 조사 합니다. 미세 먼지 전 구체는 기체 상태의 고온에서 휘발성 염 (예: KCl또는 kca3.1)을 형성 합니다. 이러한 염이 연도 가스에 축적 되 면 아연과 같은 중 금속은 입자 성장 연쇄 반응으로 이어지는 핵 생성 입자로 청소할 수 있습니다. 낮은 연도 가스 온도에서 염 응축은 입자의 성장을 유발 하 고 굴뚝에서 cancerogenous 미세한 먼지 배출을 초래 합니다. 이러한 배출량은 현재 바이오 매스 연료의 지속 가능성을 손상 시키는 주요 요인이 되 고 있습니다. 지속 가능한 에너지 공급은 고가의 필터 또는 연료의 감소 (예: MAHC)에의 한 감소에 의존 합니다. 이 연구는 실용적인 접근법을 따르며, 짧은 회전 코피스 (SRC) 윌 로우 우드는 높은 성장률을 가진 잠재적인 바이오 에너지 공급 원료로 선정 되었습니다. 그것은 가스 화에 의해 자체 지속 가능한 전원 공급 장치에 대 한 자신의 분야에 농민에 의해 성장할 수 있습니다, 뿐만 아니라 직접 연소에의 한 열 발생에 대 한. 버드 나무 SRC의 단점은 낮은 줄기로 인 한 높은 수 피 함량이 며 성숙 단계에서의 나무 껍질 비율입니다. 나무 껍질은 목재34,35,36,37 와 비교 하 여 많은 미네랄을 포함 하 고 가스 또는 입자 방출38의 높은 수량을 산출 합니다. 저온 HTC는 SRC 윌 로우 우드의 연소 특성을 향상 시키고,이로 인해 지속 가능한 열 및 전원 공급에 기여할 수 있습니다. 이 연구에서 조사 된 HTC 바이오 석탄의 또 다른 중요 한 매개 변수는 에너지 밀도, 높은 초기 연소 온도 및 높은 최종 연소 온도39입니다.

<table><tbody><tr><td>5MS 무극성 cloumn</td><td>Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA</td><td>TraceGOLD SQC</td><td>GCMS</td></tr><tr><td>9&micro; m 폴리비닐알코올 입자 란</td><td>Methrom AG, Filderstadt, 독일</td><td>Metrosep A Supp 4 -250/4.0</td><td>이온 크로마토그래</td></tr>피 <tr><td>아르곤</td><td>Westfalen AG, M&uuml; nster, Germany</td><td>UN 1006</td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>열량계</td><td>IKA-Werke GmbH & Co.KG, Stauffen, Germany</td><td>C6000</td><td>높고 낮은 발열량</td></tr><tr><td>원심분리기</td><td>Andreas Hettich GmbH & Co.KG, Germany</td><td>Rotofix 32 A</td><td></td></tr><tr><td>원심분리기</td><td>Retsch Technology GmbH, Haan, Germany</td><td>ZM 200</td><td></td></tr><tr><td>ceramic dish</td><td>칼 로스 GmbH& Co.KG, 칼스루에, 독일</td><td>XX83.1</td><td>회분</td></tr><tr><td>함량 절단 공장</td><td>Fritsch GmbH, Markt Einersheim, 독일</td><td>pulverisette 19</td><td></td></tr><tr><td>D(+) 포도</td>당 <td>칼 로스 GmbH& Co.KG, Karlsruhe, Germany</td><td>X997.1</td><td>고음값 및 저발열</td></tr><tr><td>량 원소 분석기</td><td>원소 분석기 Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td><td>varioMACRO 큐브</td><td>원소 분석</td></tr><tr><td>exicator</td><td>DWK Life Sciences GmbH, Wertheim, Germany</td><td>DURAN DN300</td><td>Ash content</td></tr><tr><td>GC-MS system</td><td>Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA</td><td>Trace 1300</td><td>GCMS</td></tr><tr><td>염산</td><td>Carl Roth GmbH& Co.KG, 카를스루에, 독일</td><td>HN53.3</td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>ICP OES</td><td>Spectro Analytical Instruments GmbH, Kleve, Germany</td><td>Spectro Blue-EOP- TI</td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>이온 크로마토그래프</td><td>Methrom GmbH& Co.KG, Filderstadt, Germany</td><td>833 Basic IC plus</td><td>이온 크로마토그래</td></tr>피 <tr><td>가마 건조기</td><td>Schellinger KG, Weingarten, 독일</td><td></td><td></td></tr><tr><td>가마 건조기</td><td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td><td></td><td>회분</td></tr><tr><td>함량 메쉬 여과지</td><td>Carl Roth GmbH& Co.KG, 카를스루에, 독일</td><td>L874.1</td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>전자 레인지</td><td>Anton Paar GmbH, Graz, Austria</td><td>Multiwave Go</td><td></td></tr><tr><td>머플 가구</td><td>Carbolite Gero GmbH & Co.KG, Neuhausen, 독일</td><td>AAF 1100</td><td>회분</td></tr><tr><td>함량 질산</td><td>Carl Roth GmbH& Co.KG, 칼스루에, 독일</td><td>4989.1</td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>산소</td><td>Westfalen AG, M&uuml; nster, 독일</td><td>UN 1072</td><td>높고 낮은 발열량</td></tr><tr><td>pH 미터</td><td>ylem Analytics 독일 Sales GmbH & Co. KG, Weilheim, 독일</td><td>pH 3310</td><td>pH</td></tr><tr><td>샘플 백</td><td>IKA-Werke GmbH & Co.KG, Stauffen, Germany</td><td>C12a</td><td>더 높고 낮은 발열량</td></tr><tr><td>표준 실험실 용기 및 기기</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>표준</td> <td>샘플Bernd Kraft GmbH, 뒤스부르크, 독일</td><td></td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>설폰아미드</td><td>원소 Analysesysteme GmbH, 랑겐셀볼드, 독일</td><td>SLBS4782</td><td>원소 분석</td></tr><tr><td>테프론 반응 용기</td><td>Anton Paar, 오스트리아</td><td>HVT50</td><td></td></tr><tr><td>테플론 반응 용기</td><td>Anton Paar, 오스트리아</td><td>HVT50</td><td>ICP-OES</td></tr><tr><td>주석 호일</td><td>원소 Analysesysteme GmbH, Langenselbold, 독일</td><td>S12.01-0032</td><td>원소 분석</td></tr><tr><td>텅스텐VIoxide</td><td>원소 Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td><td>11.02-0024</td><td>원소 분석</td></tr><tr><td>2회 탈이온수</td><td>Carl Roth GmbH& Co.KG, 칼스루에, 독일</td><td></td><td></td></tr><tr><td>두 번 탈이온수</td><td>Carl Roth GmbH& Co.KG, 칼스루에, 독일</td><td></td><td>높고 더 낮은 발열량</td></tr><tr><td>두 번 탈 이온수</td><td>칼 로스 GmbH& Co.KG, 카를스루에, 독일</td><td></td><td>ICP-OES</td></tr></tbody></table>

저온 마이크로파 보조 열 량 화에의 한 버드 나무 연료 방출 감소

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

바이오 매스는 CO2 배출량이 바이오 매스 성장 에 다시 통합 되기 때문에 지속 가능한 연료입니다. 그러나, 바이오 매스 내의 무기 전 구체는 부정적인 환경적 영향과 슬 래그 형성을 야기 한다. 선택 된 짧은 회전 코피스 (SRC) 버드 나무는 높은 회분 함량 (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg"> = 1.96%) 그리고, 따라서, 방출 및 슬 래그 전 구체의 함량이 높다. 따라서, 150 ° c, 170 ° c, 및 185 ° c에서 저온 마이크로파 보조 열 수가 (MAHC)에 의해 SRC 버드 나무에서 미네랄의 감소가 조사 된다. 기존 반응 기에 걸친 MAHC의 이점은 반응 매체에서 균일 한 온도 전도도 이며, 마이크로파가 전체 원자로 체적을 관통 합니다. 이것은 더 나은 온도 제어 및 빠른 재사용 대기 시간을 허용 합니다. 따라서, 중 합, 형질 전환 및 중 합 반응의 연속은 효과적으로 분석 될 수 있다. 본 연구에서, 처리 된 SCR 버드 나무의 질량 손실, 회분 함량 및 조성 물,가 열 값 및 몰 O/c 및 H/C 비율의 분석 결과는 MAHC 석탄의 광물 함량이 감소 하 고가 열 값이 증가 하는 것으로 나타났다. 공정 수는 pH를 감소 하 고 퍼 푸 랄과 5-메 틸 푸 르를 함유 하였다. 170 ° c의 공정 온도는 에너지 입력과 회분 성분 감소의 최상의 조합을 보였다. MAHC는 수 열 탄소 화 공정의 더 나은 이해를 가능 하 게 하며 대규모 산업 응용은 높은 투자 비용으로 인해 거의 불가능 합니다.

원소 분석의 결과는 버드 나무와 MAHC 바이오 석탄의 O/C-H/C 비율의 차이를 밝혀 주었다 (그림 1). 원료는 더 높은 O/C-H/C 비율과 값의 높은 편차를 보여줍니다. MAHC 처리는 마이크로파 반응 기에서 균질 화에의 한 값 변동을 감소 시켰습니다. 마이크로파 반응 기의 정밀도는 3 단계의 분해의 분화를 허용 하였다. H/C 비율이 150 ° c에서 감소 하였으며, H/c 및 O/C 비율의 편차도 감소 시켰다. 170 ° c에서의 O/C 비율은 감소 하였으며, 185 ° c에서의 O/C 비율이 더 감소 하였다.
온도가 증가 하는 갈색을 유도 하는 반면, 공정 수는 그늘을 밝게 하는 것과 같은 경향을 보였다 (도 2). 바이오 석탄과 공정 물 모두...

저온 마이크로파 보조 열가 탄 화 처리에 의해 저급 바이오 매스 로부터 고갈 된 방출 전 구체를 위한 프로토콜이 제시 된다. 이 프로토콜은 마이크로파 매개 변수와 바이오 석탄 제품 및 공정 수의 분석을 포함 한다.

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

우리 그룹에서는 미세먼지 전구체의 버드나무 바이오매스를 고갈시키기 위해 저온 마이크로파 처리를 적용했습니다. 이것은 깨끗한 연소를 위한 biomass를 업그레이드하는 데 도움이 될 수 있고 따라서 국가의 바이오 매스 연료 잠재력을 증가시다. 전자레인지는 전체 반응기 부피의 물 분자를 자극하기 때문에 고르고 빠른 바이오매스 가열을 허용합니다.물은 중간 마이크로파 압제 용매이며 더 높은 원자로 온도에 도달하기 위해서는 유기산과 같은 촉매제를 첨가해야합니다. 건조 후 절단 공장을 사용하여 버드 나무 칩을 잘라냅니다. 원심 밀에 나무 칩을 놓고 0.12 밀리미터의 입자 크기로 갈아.주걱과 50 밀리리터 PTFE 반응 용기에 지상 원료의 500 밀리그램을 전송합니다. 탈염수 10밀리리터를 추가합니다. 캡의 압력 밸브가 캡 브롱과 동일한 수준에 있도록 반응 용기 캡을 나사로 나사.850와트의 전자레인지와 2, 455메가헤르츠의 자석 주파수를 선택합니다. 전자 레인지에 원료가있는 12 개의 반응 용기를 넣고 오븐을 닫습니다. 섭씨 150도, 170도 또는 섭씨 185도의 온도 프로그램을 설정합니다.각 단일 프로그램에 대한 새로운 원료로 전자 레인지를 시작합니다. 프로그램이 완료되면 반응 용기를 제거하여 냉각및 다시 활성화할 수 있습니다. 그런 다음 연기 찬장 아래에 옮기고 뚜껑을 천천히 풀려 내부의 압력을 방출합니다.선박을 엽니다. 각 반응 용기에 2번 증류된 물 35밀리리터를 넣고 흔들어 섞습니다. 각 용기에서 원심분리기 실린더와 원심분리기를 1, 714회 g에서 10분간 붓습니다.공정 물은 다른 튜브로 배수되고 pH 및 GC-MS 분석을 위해 영하 5도에서 냉동 저장됩니다. 원심분리기 실린더를 남은 바이오콜 펠릿과 함께 몇 시간 동안 영하 5도의 동결한다. 그런 다음 바이오 콜릿을 꺼내 섭씨 105도에서 24시간 동안 건조시하십시오.그 후, 바이오콜 펠릿의 무게를 측정하고 MAHC에 의해 유도된 체중 감소를 계산한다. 첫째, 20개의 빈 세라믹 요리의 무게를 개별적으로 측정합니다. 각 접시에 1 그램의 샘플을 추가합니다.각 온도 처리에서 말린 원료로 5 가지 요리와 말린 MAHC 바이오 석탄으로 5 가지 요리를 준비하십시오. 오픈 세라믹 요리를 머플 로에 넣고 용광로를 닫습니다. 머플 로에 대한 온도 프로그램을 프로그래밍하고 프로그램을 시작합니다.프로그램이 완료되면 머플 로가 섭씨 105도까지 식힙니다. 그런 다음, 용광로를 열고 실리카 젤로 구성된 건조제로 채워진 건조기로 세라믹 요리를 옮는다. 진공 펌프의 도움으로 건조기와 진공 건조를 닫습니다.24시간 의 냉각 후 세라믹 요리를 꺼내십시오. 재가 함유된 세라믹 접시의 무게를 측정하고 빈 세라믹 접시의 무게를 빼서 재 무게를 계산합니다. 1그램당 46, 479줄의 정량값을 갖는 비닐 샘플 백에서 1그램의 포도당을 채웁니다.샘플 가방을 열량계 폭탄의 연소 도가니에 넣습니다. 파이펫을 사용하여 폭탄 바닥에 두 번 산화된 물의 5밀리리터를 추가하고 폭탄을 나사로 감습니다. 폭탄을 열량계에 넣고 열량계를 닫습니다.열량계에서 샘플의 중량을 1그램 입력하고 설정을 샘플 백 방법으로 변경합니다. 그런 다음 열량계를 시작합니다. 측정이 완료되면 폭탄을 꺼내 뒤집어 1분 동안 천천히 흔들어 줍니다.폭탄을 풀고 두 번 탈염된 물을 사용하여 샘플을 체피 플라스크로 플러시합니다. 볼륨이 50 밀리리터에 도달 할 때까지 폭탄을 여러 번 헹굽. 각 MAHC 바이오석탄 및 원료로 열량계 측정을 5회 반복합니다.열량계 폭탄에서 치료 한 후, 5 밀리리터 볼륨 플라스크에 용액의 다섯 밀리리터를 전송하고 혼합 두 번 탈염 된 물의 45 밀리리터를 추가합니다. 이온 크로마토그래프를 보정한 후, 샘플 흡입 튜브를 플라스크에 삽입하고 주사기로 샘플의 약 3밀리리터를 프리컬럼으로 그립니다. 분석 실행을 시작합니다.유도된 결합 된 결합 된 플라즈마 광학 방출 분광법을 수행하기 위해, 먼저 건조 된 원료 또는 MAHC 바이오 석탄의 400 밀리그램을 주걱과 함께 50 밀리리터 PTFE 반응 용기로 이송합니다. 3 밀리리터69%의 질산과 35%의 염산 9밀리리터를 추가합니다. 캡의 압력 밸브가 캡 브롱과 동일한 수준에 있도록 반응 용기 캡을 나사로 나사.전자 레인지에 가열하고 오븐을 닫습니다 샘플의 반응 용기를 넣어. 유기 재료의 완전한 분해를위한 온도 프로그램을 프로그래밍하고 전자 레인지를 시작합니다. 프로그램이 완료되면 반응 혈관을 제거합니다.식히고 다시 활성화할 수 있습니다. 연기 찬장 아래에서 혈관 내부의 압력을 해제하고 엽니다. 샘플을 50밀리리터 전구 실린더에 붓은 다음 반응 용기를 두 번 의 분수로 완전히 헹구고 전구 실린더로 옮습니다.실린더를 50 밀리리터 마크에 두 번 의 분수가 있는 위에 올려 모든 시료를 희석할 수 있습니다. 위에 150 마이크로미터 메쉬 필터 용지가 있는 깔때기에서 샘플을 필터링합니다. 여과물을 50밀리리터 원심분리관으로 옮기습니다.표준 샘플을 포함하는 바이알을 ICP-OES의 자동 인젝터에 적재하고 교정을 실행합니다. 그런 다음 ICP-OES의 자동 인젝터에 원료 또는 바이오 석탄 샘플을 로드하고 동일한 매개 변수로 ICP-OES 분석을 실행합니다. ICP-OES 분석 후 표준 샘플에서 얻은 교정 곡선을 기반으로 하는 소프트웨어로부터 원소 농도를 얻을 수 있습니다.원소 분석의 결과는 수소 탄소 대 더 높은 산소 탄소 비율 및 원료에 대한 값의 더 높은 변이를 드러냈다. MAHC 처리는 마이크로파 반응기에서 균질화로 인한 값 변동을 감소시다. 수소탄소비율은 섭씨 150도로 감소했다.산소 탄소 비율은 섭씨 170도에서 감소하고 섭씨 185도에서 더 감소했습니다. 온도는 갈색의 증가를 유도하고, 공정 물은 방향족 고리의 증가로 인한 동일한 경향을 보였다. 다른 요소는 처리된 물에 다른 온도 의존침을 보여줍니다.염소와 칼륨은 150°C의 가공물로 집중적으로 옮겨졌으며, 유황, 마그네슘, 바륨, 칼슘, 나트륨, 아연, 망간, 스트론튬은 섭씨 170도에서 가장 높은 고갈율을 보였습니다. 바이오콜의 은과 리튬 농도만이 균등한 감소율을 보였다. 질소는 MAHC 처리에 의해 전혀 영향을 받지 않았습니다.이 방법은 처리된 바이오매스로부터 미세한 테스트 전구체의 고갈을 허용하고 연소를 위해 달리 불가능한 바이오매스를 업그레이드합니다. 이 물질을 다른 바이오매스에 적용함으로써 연료 업그레이드 기술은 아직 연소에 사용되지 않는 많은 잠재적 연료 공급 원료로 이전할 수 있습니다. 전자레인지의 온도가 제어하기 쉽기 때문에 전자레인지 지원 수열 탄화를 이용한 추가 연구는 바이오매스 수열 탄화의 초기 단계에서 반응 단계를 나타낼 수 있습니다.

reducing-willow-wood-fuel-emission-low-temperature-microwave-assisted

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

소설 상향 류 혐기성 솔리드 스테이트 (UASS) 반응기는 섬유 원료로부터 바이오 가스 생산을 위해 사용되었다. UASS 반응기에서 Digestate 열수 가압 회분식 반응기에서 HTC의 바이오 숯으로 탄화되었다. 이 바이오 에너지 개념의 통합은 전반적 바이오 에너지의 생산을 증가시키기 위해 본 연구에 적용 하였다.

바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

바이오 오일을 생산하는 목질 계 바이오 매스의 빠른 열분해 용 연료 등급 탄화수소를 생산하는 바이오 오일의 촉매 수소화를위한 실험 방법이 제시된다. 바이오 - 오일에서 미세 문자 입자 및 무기 오염 물질을 제거하는 빠른 열분해 동안 뜨거운 증기 여과도 평가 하였다.

바이오 매스 변환 빠른 열분해 및 촉매 수소 처리 필터링 탄화수소 액체 연료 통해 뜨거운 증기를 생산하는

여기, 선물이 다른 열 분해 모드 수정 뒤에 화학 활성화 하 여 바이오 매스 로부터 질소/산소 듀얼 실수로 mesoporous 탄소를 합성 하는 프로토콜. 전자 레인지 열 분해 동시에 탄소에 더 많은 질소와 산소 기능 그룹을 소개 하는 후속 수정 과정 혜택을 설명 합니다.

바이오 매스 기반 Mesoporous 탄소 높은 질소-의 준비 / 전자 사전 열 분해를 통해 Cu(II)에 대 한 흡착 산소 킬레이트 화

오토클레이브에서 식물성 음식물 쓰레기의 수열 탄화 프로토콜이 제시되고, 휘발성 유기 물질을 탈지하는 연속 유동 반응기에서 275 °C에서 후속 건식 열 처리가 제공됩니다. 목표는 토양 수정 제품 또는 기판 성분으로 적합한 탄소 물질을 생산하는 것입니다.

유기농 가정용 남은 것을 이탄 대체품으로 전환

산림 벌채를 제자리에 배치하는 새로운 방법은 산림 토양의 건강을 회복하고 탄소 제거 및 격리를 위해 발열성 탄소를 생성합니다. 여기에서는 새로운 탄소 제거 회계 방법론과 디지털 애플리케이션을 통합한 바이오 숯 생산 방법을 제시합니다.

휴대용 화염 캡 가마를 사용하여 숲에서 바이오 숯을 생산, 특성화 및 정량화합니다.

에어 커튼이 장착된 장소 기반 모바일 열분해 장치를 사용하여 지속적으로 바이오 숯을 생성하는 방법을 설명합니다. 이 기술은 오픈 슬래시 말뚝 연소의 필요성을 줄여 배출량을 줄이고 토양에 미치는 영향을 줄입니다. 이 프로토콜에는 사이트 선택, 로딩 및 담금질에 대한 지침이 포함되어 있습니다.

트레일러 장착형 에어 커튼 버너를 사용한 Biochar의 지속적인 목재 생산

전자 레인지를 이용한 분자 dehydrogenative Diels-앨더 (DA) 반응 작용 cyclopenta에 간결한 액세스를 제공...

작용 Naphthalenes / Solvatochromic의 염료의 합성을위한 전자 레인지를 이용한 분자 Dehydrogenative Diels-앨더 반응

이 비디오는 연쇄 중합 및 하이드로 겔의 합성을 가능하게, 폴리 (에틸렌 글리콜) 메타 크릴 레이트 신속하고 효율적인 방법을 도시한다. 그것은 유사하게 작용의 효율성을 평가하는 문제 해결 및 고급 수정에 대한 제안을 제공하고, 일반 하이드로 겔의 특성 기술을 설명하는 펩티드, 세부 일반적인 분석 방법으로 메타 크릴의 기능을 소개하는 방법을 보여줍니다.

전자 레인지를 이용한 폴리의 기능화 (에틸렌 글리콜) 및 체인 중합 및 하이드로 겔 형성에있는 사용을위한 온 수지 펩티드

실리카 나노 입자는 실록산 전구체의 산 촉매 작용과 마이크로파 보조 합성 기술을 사용하여 제조되어 직경 30-250 nm 범위의 나노 물질의 성장을 제어했습니다. 성장 역학은 초기 규산 농도, 반응 시간 및 반응 온도를 변화시켜 제어할 수 있습니다.

전자 레인지를 이용한 산 - 촉매 반응을 통해 실리카 나노 입자의 제조

흡착제 충진 열탈착 튜브에 수집 TNT 및 RDX의 폭발성 증기 트레이스 전자 포획 검출기 (GC)에 결합 된 온도 프로그래밍 탈착 시스템을 이용하여 분석 하였다. 기기 분석은 계측 드리프트 및 손실에 대한 샘플의 변화와 계정을 줄이기 위해 직접 액체 증착 방법과 결합됩니다.

프로그램 된 온도 탈착 가스 크로마토 그래피 - 전자 캡처 검출기에 의해 추적 폭발성 증기의 양이 감지

학습하세요 저온 마이크로파 보조 열수 탄화를 이용해 버드나무 바이오매스의 미세먼지 전구체를 제거하고 연소 특성을 개선하는 방법입니다. 이 기술은 재생에너지 분야에서 바이오매스 연료 잠재력을 높이는 데 활용됩니다.

저온 마이크로파 보조 열 량 화에의 한 버드 나무 연료 방출 감소

더 많은 동영상 탐색