РЕСУРСЫ
Оригинальная статья
УДК УДК 66.092:662.63:662.76 © К.О. Крысанова, А.Ю. Крылова, Я.Д. Пудова, А.В. Борисов, 2021
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 12-2021 /1149/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2021-12-41-43
Название
Исследование минеральных компонентов биоуглей из опила, полученных низкотемпературными методами
Авторы
Крысанова К.О., научный сотрудник Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН), 119991, г. Москва, Россия, e-mail: kristinakrysanova@gmail.com
Крылова А.Ю., доктор хим. наук, старший научный сотрудник Института нефтехимического синтеза
им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН), 119991, г. Москва, Россия
Пудова Я.Д., младший научный сотрудник Объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН), 125412, г. Москва, Россия
Борисов А.В., студент Российского химико-технологический университета имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева), 125047, г. Москва, Россия
Аннотация
В работе было изучено влияние гидротермальной карбонизации и торрефикации на теплофизические характеристики биоуглей, полученных из опила. Установлено, что для обоих процессов увеличение температуры протекания процесса способствует снижению выхода продуктов и содержанию кислорода в продуктах. Последнее в свою очередь увеличивает теплотворную способность материалов. Также в процессе обработки биомассы гидротермальной карбонизацией, при низкой температуре наблюдалось выщелачивание минеральных компонентов в воду, что не происходило при торрефикации. Было выявлено, что мигрируют в жидкую фазу в основном щелочные и щелочноземельные металлы.
Ключевые слова
Возобновляемая энергия, биомасса, торрефикация, гидротермальная карбонизация, биоуголь.
Список литературы
1. Matali S., Rahman N., Idris S., Yaacob N. & Alias A. Lignocellulosic biomass solid fuel properties enhancement via torrefaction. Procedia Engineering, 2016, Vol. 148, pp. 671-678. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.550.
2. Funke A. & Ziegler F. Hydrothermal carbonization of biomass: A summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering. Biofuels Bioproducts and Biorefining, 2010, Vol. 4, pp. 160-177. DOI: 10.1002/bbb.198.
3. Wang T., Zhai Y., Zhu Y., Li C. & Zeng G. A review of the hydrothermal carbonization of biomass waste for hydrochar formation: process conditions, fundamentals, and physicochemical properties. Renewable Sustainable Energy Reviews, 2018, Vol. 90, pp. 223-247. DOI: 10.1016/j.rser.2018.03.071.
4. Reza M.T., Yan W., Uddin M.H., Lynam J., Hoekman S.K., Coronella C.J. & V?squez V.R. Reaction kinetics of hydrothermal carbonization of loblolly pine. Bioresource Technology, 2013, Vol. 139, pp. 161-169. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.04.028.
5. Collard F.X. & Blin J. A review on pyrolysis of biomass constituents: Mechanisms and composition of the products obtained from the conversion of cellulose, hemicelluloses and lignin. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014, Vol. 38, pp. 594-608. DOI: 10.1016/j.rser.2014.06.013.
6. Stefanidis S.D., Kalogiannis K.G., Iliopoulou E.F., Michailof C.M., Pilavachi P.A. & Lappas A.A. A study of lignocellulosic biomass pyrolysis via the pyrolysis of cellulose, hemicellulose and lignin. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2014, Vol. 105, pp. 143-150. DOI: 10.1016/j.jaap.2013.10.013.
7. Sevilla M. & Fuertes A. The production of carbon materials by hydrothermal carbonization of cellulose. Carbon, 2009, Vol. 47, pp. 2281-2289. DOI: 10.1016/j.carbon.2009.04.026.
8. Ma Z.Q., Wang J.H., Yang Y.Y., Zhang Y., Zhao C., Yu Y.M. & Wang S.R. Comparison of the thermal degradation behaviors and kinetics of palm oil waste under nitrogen and air atmosphere in TGA-FTIR with a complementary use of model-free and model-fitting approaches. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2018, Vol. 134, pp. 12-24. DOI: 10.1016/j.jaap.2018.04.002.
9. Phanphanich M. & Mani S. Impact of torrefaction on the grindability and fuel characteristics of forest biomass. Bioresource Technol, 2011, Vol. 102, pp. 1246-1253. DOI: 10.1016/j.biortech.2010.08.028.
10. Reza M.T., Lynam J.G., Uddin M.H. & Coronella C.J. Hydrothermal carbonization: Fate of inorganics. Biomass and Bioenergy, 2013, Vol. 49, pp. 86-94. DOI: 10.1016/j.biombioe.2012.12.004.
11. He Q., Raheem A., Ding L., Xu J., Cheng C. & Yu G. Combining wet torrefaction and pyrolysis for woody biochar upgradation and structural modification. Energy Conversion and Management, 2021, Vol. 243, Article 114383. DOI: 10.1016/j.enconman.2021.114383.
12. Smith A.M., Singh S. & Ross A.B. Fate of inorganic material during hydrothermal carbonisation of biomass: Influence of feedstock on combustion behaviour of hydrochar. Fuel, 2016, Vol. 169, pp. 135-145. DOI: 10.1016/j.fuel.2015.12.006.
Поддержка
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-08-00862А
Для цитирования
Исследование минеральных компонентов биоуглей из опила, полученных низкотемпературными методами / К.О. Крысанова, А.Ю. Крылова, Я.Д. Пудова и др. // Уголь. 2021. № 12. С. 41-43. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-12-41-43.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 1.10.2021
Одобрена рецензентами: 10.11.2021
Принята к публикации: 15.11.2021
