Представлен протокол об истощении прекурсоров выбросов из низкокачественной биомассы при низких температурах микроволновых гидротермических карбонизации лечения. Этот протокол включает микроволновые параметры и анализ биоугольной продукции и перерабатывающей воды.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Снижение ивы древесины топлива выбросов низкой температурой Микроволновая помощь гидротермических карбонизации
* These authors contributed equally
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Биомасса является устойчивым топливом, так как его CO2 выбросы реинтегрированы в рост биомассы. Однако неорганические прекурсоры биомассы вызывают негативное воздействие на окружающую среду и образование шлаков. Выбранный короткий ротационной Перелесок иное прикрытие (КГД) ивы древесины имеет высокое содержание золы
(= 1,96%) и, следовательно, высокое содержание выбросов и шлаковых прекурсоров. Поэтому, сокращение минералов из КЦГ ивы с низким температурным микроволновым гидротермических карбонизации (МАХК) на 150 ° c, 170 ° c, и 185 ° c исследован. Преимуществом МАХК по сравнению с обычными реакторами является даже температурная проводимость в реакционной среде, так как микроволновые печи проникают в весь объем реактора. Это позволяет лучше контролировать температуру и быстрее, охлаждая. Поэтому последовательность реакций демеризации, трансформации и реполимеризации можно эффективно анализировать. В этом исследовании анализ потерь массы, зольности и состава, значений теплоснабжения и молярных показателей O/C и H/C обработанных и необработанных ИВК ивы показал, что минеральное содержание угля МАХС было уменьшено, а значение нагрева увеличилось. Процесс воды показали снижение рН и содержащиеся furfural и 5-метилфурфураль. Температура процесса 170 ° c показала наилучшее сочетание энергетического ввода и уменьшения компонентов золы. МАХК позволяет лучше понять процесс гидротермических карбонизации, в то время как крупномасштабное промышленное применение маловероятно из-за высоких инвестиционных издержек.
Введение
Применение микроволн для гидротермической карбонизации (махк) было использовано для термохимической трансформации моделей биомассы соединений, таких как фруктоза, глюкоза1,2 или целлюлоза3, и для органических субстратов, предпочтительно отходы4,5,6,7,8,9,10. Использование микроволновых печей выгодно, поскольку это позволяет даже нагревание обработан биомасс....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Подготовка образцов материала
- Урожай пятилетней ивы, клон типа "Tordes" ([Саликс schwerinii x . viminalis] x с. Вим.), с высотой 12 − 14 м и диаметром груди около 15 см.
- Чип древесины и сухой чипов в сушилке для обжига для 24 ч при температуре 105 ° c.
- Вырезать щепки с режущей мельницы и измельчить с центробежной мельницы до размера частиц 0,12 мм.
2. Микроволновая гидротермических карбонизации
- Используйте микроволновую печь с 850 W и магнатрон частота 2 455 МГц.
- Поместите 500 мг сырья из шага 1,3 в a 50 mL политетрафорэтилен (ПТФЕ) реакционной емкости с помощью шп....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Результаты элементарного анализа выявили различия между O/C-H/C соотношением ивовой древесины и биоуглей МАХК (рис. 1). Сырье показывает более высокие коэффициенты O/C-H/C и более высокую вариацию значений. Лечение МАХК уменьшило вариацию значений из-за гомогенизации микроволнового реактора. Точность микроволнового реактора позволила дифференцировку трех этапов деградации. Коэффициент H/C был снижен на уровне 150 ° с, а также были сокращены вариации в соотнош.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
МАХК позволяет дифференцировку шагов химической деградации, применяя различные интенсивности термической обработки. Таким образом, можно оценить взаимодействие между массой потери, O/c-H/c соотношение, теплоснабжение, уменьшение зольного компонента, увеличение рН процесса воды и накопление фураны в процессе воды. Преимущество метода МАХС над обычным реактором HTC основывается на тепловой проводимости через микроволновые печи, которые проникают в весь объем реактора и проводят тепло на микроуровне, а не нагревают объем ре.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Кристофа Варта, Майкла Руса, Каролу Лепски, Джулиана Теджада и д-ра Райнера Кирхгофа за их техническую поддержку. Исследование финансировалось BMBF (проект BiCoLim-био-горючих Limpios) под номером гранта 01DN16036.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 5MS неполярный клумн | Thermo Fisher Scientific, Уолтем, США | TraceGOLD SQC | GCMS |
| 9&микро; m колонка частиц поливинилового спирта | Methrom AG, Filderstadt, Германия | Metrosep A Supp 4 -250/4.0 | Ионная хроматография |
| аргон | Westfalen AG, Mü nster, Германия | UN 1006 | ICP-OES |
| калориметр | IKA-Werke GmbH & Co.KG, Штауффен, Германия | C6000 | с более высокой и низкой теплотворной способностью |
| Andreas Hettich GmbH & Co.KG, Германия | Rotofix 32 A | ||
| центрифуга | Retsch Technology GmbH, Haan, Германия | ZM 200 | |
| керамическая посуда | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | XX83.1 | Мельница для резки золы |
| Fritsch GmbH, Маркт Айнерсхайм, Германия | пульверизатор 19 | ||
| D(+) Глюкоза | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | X997.1 | с более высокой и низкой теплотворной способностью |
| elementar Analysesysteme GmbH, Лангензельбольд, Германия | varioMACRO cube | экзикатор элементного анализа | |
| DWK Life Sciences GmbH, Вертхайм, Германия | DURAN DN300 | Зольность | |
| GC-MS система | Thermo Fisher Scientific, Waltham, США | Trace 1300 | GCMS |
| соляная кислота | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | HN53.3 | ICP-OES |
| ICP OES | Spectro Analytical Instruments GmbH, Клеве, Германия | Spectro Blue-EOP- TI | ICP-OES |
| Ионный хроматограф | Methrom GmbH& Co.KG, Фильдерштадт, Германия | 833 Basic IC plus | Сушилка для ионной хроматографии |
| Schellinger KG, Вайнгартен, Германия | |||
| сушилка для печи | Schellinger KG, Вайнгартен, Германия | ||
| Сетчатая фильтровальная бумага | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | L874.1 | ICP-OES |
| микроволновая печь | Anton Paar GmbH, Грац, Австрия | Multiwave Go | |
| muffel furnance | Carbolite Gero GmbH & Co.KG, Нойхаузен, Германия | AAF 1100 | Зольность |
| азотной кислоты | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | 4989.1 | ICP-OES |
| кислород | Westfalen AG, Mü nster, Германия | UN 1072 | повышенная и низкая теплота сгорания |
| pH-метр | ylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG, Weilheim,Germany | pH 3310 | |
| pH мешок для проб | IKA-Werke GmbH & Co.KG, Stauffen, Германия | C12a | с более высокой и низкой теплотой |
| Стандартные лабораторные сосуды и инструменты | |||
| образцы | Bernd Kraft GmbH, Дуйсбург, Германия | ICP-OES | |
| sulfonamite | elementar Analysesysteme GmbH, Лангензельбольд, Германия | SLBS4782 | |
| тефлоновые реакционные сосуды | Anton Paar, Австрия | HVT50 | |
| тефлоновые реакционные сосуды | Anton Paar, Австрия | HVT50 | ICP-OES |
| оловянная фольга | elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Германия | S12.01-0032 | элементный анализ |
| вольфрамVIоксид | элементарного анализа Analysesysteme GmbH, Лангензельбольд, Германия | 11.02-0024 | элементный анализ |
| дважды деионизированная вода | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | ||
| дважды деионизированная вода | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | повышенная и пониженная теплотворная способность | |
| дважды деионизированная вода | Carl Roth GmbH& Co.KG, Карлсруэ, Германия | ICP-OES |
Ссылки
- Li, C., Zhao, Z. K., Cai, H., Wang, A., Zhang, T. Microwave-promoted conversion of concentrated fructose into 5-hydroxymethylfurfural in ionic liquids in the absence of catalysts. Biomass and Bioenergy. 35 (5), 2013-2017 (2011).
- Möller, M., Harnisch, F., Schröder, U.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
