Reduzindo a emissão de combustível de madeira do salgueiro pela baixa temperatura microondas assistida hidrotermal carbonização

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

doi:10.3791/58970

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Artigo de método

Reduzindo a emissão de combustível de madeira do salgueiro pela baixa temperatura microondas assistida hidrotermal carbonização

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DOI:

10.3791/58970

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19 de maio de 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

Neste artigo

Resumo

Um protocolo para a depleção de precursores de emissão de biomassa de baixa qualidade por microondas de baixa temperatura assistida por tratamento de carbonização hidrotermal é apresentado. Este protocolo inclui os parâmetros de microondas e a análise do produto de biocoal e água de processo.

Resumo

A biomassa é um combustível sustentável, já que suas emissões de CO₂ são reintegradas no crescimento da biomassa. No entanto, os precursores inorgânicos na biomassa causam impacto ambiental negativo e formação de escória. A madeira de salgueiro de Coppice (SRC) de rotação curta selecionada tem um alto figure-abstract-1 teor de cinzas (= 1,96%) e, portanto, um alto teor de precursores de emissões e escórias. Portanto, a redução de minerais da madeira de salgueiro SRC por microondas de baixa temperatura assistida por carbonização hidrotermal (MAHC) a 150 ° c, 170 ° c e 185 ° c é investigada. Uma vantagem da MAHC sobre reatores convencionais é uma condutância de temperatura mesmo no meio de reação, pois as microondas penetram todo o volume do reator. Isso permite um melhor controle de temperatura e uma recarga mais rápida. Portanto, uma sucessão de reações de despolimerização, transformação e repolimerização pode ser analisada de forma eficaz. Neste estudo, a análise da perda de massa, teor de cinzas e composição, valores de aquecimento e relações molar O/C e H/C da madeira de salgueiro tratada e não tratada da SCR mostraram que o teor mineral do carvão MAHC foi reduzido e o valor de aquecimento aumentado. A água do processo mostrou um pH de diminuição e continha furfural e 5-metilfurfural. Uma temperatura de processo de 170 ° c mostrou a melhor combinação de entrada de energia e redução de componentes de cinzas. O MAHC permite uma melhor compreensão do processo de carbonização hidrotérmica, enquanto uma aplicação industrial em larga escala é improvável por causa dos altos custos de investimento.

Introdução

A aplicação de microondas para carbonização hidrotermal (mahc) foi utilizada para a transformação termoquímica de compostos modelo de biomassa como frutose, glicose¹^,² ou celulose³, e para substratos orgânicos, preferencialmente resíduos de material⁴^,⁵^,⁶^,⁷^,⁸^,⁹^,¹⁰. A utilização de microondas é vantajosa, pois permite um aquecimento mesmo da biomassa tratada ....