Activation Energy of Rape Residue

• Autorzy: Znamenackova I. , Hredzak S. , Cablik V. , Cablikova L. , Hlavata M. , Dolinska S. , Lovas M.

Warianty tytułu

PL

Energia aktywacji odpadów rzepaku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermal analysis describes the changes of physical and chemical properties of materials depending on increasing temperature. Thermogravimetric analysis of rape residue sample has been carried in inert atmosphere. The samples were heated over a range of temperatures that includes the entire range of pyrolysis with three different heating rates of 5, 10 and 15°C min-1. Thermogravimetric (TG) curves were obtained from experimental data. The results obtained from thermal decomposition process indicate that there are main stages such as dehydration, active and passive pyrolysis. The first region from 50°C is related to the extraction of moisture and adsorbed water in samples. The main pyrolysis process proceeds in a range from approximately 250 to 450°C. The activation energy values as a function of the extent of conversion for the pyrolysis process of rape residue have been calculated by means of the Flynn– Wall–Ozawa method. The activation energy for the pyrolysis of rape residue was 99–189 kJ.mol-1 in the conversion range of 0.2–0.8. The average activation energy calculated by this method was 142 kJ.mol-1.

PL

Analiza termiczna wykazała zmiany właściwości fizycznych oraz chemicznych materiałów w zależności od wzrostu temperatury. Analizę termograwimetryczną próbek odpadów rzepaku przeprowadzono w atmosferze gazów obojętnych. Próbki były podgrzane w różnym zakresie temperatur, który zawierał cały zakres pirolizy z trzema różnymi prędkościami ogrzewania wynoszącymi 5, 10 oraz 15°C min-1. Krzywe termograwimetru (TG) otrzymano z danych eksperymentalnych. Wyniki uzyskane z termicznej dekompozycji wskazują na istnienie głównych faz takich jak dehydratacja, aktywna i pasywna piroliza. Pierwszy proces zachodzi w okolicy 50°C, występuje wtedy parowanie wilgoci i wody z próbek. Główny proces pirolizy zachodzi w zakresie od ok. 250°C do 450°C. Wartości energii aktywacji jako przedłużenie właściwości konwersji procesu pirolizy resztek rzepy zostały obliczone metodą Flynn-Wall-Ozawa. Energia aktywacji dla pirolizy odpadów rzepaku wyniosła 99–189 kJ.mol-1 w zakresie konwersji od 0,2–0,8. Średnia energia aktywacji obliczona tą metodą wyniosła 142 kJ.mol-1.

Słowa kluczowe

EN

activation energy; microwave radiation; rape residue

PL

energia aktywacji; promieniowanie mikrofalowe; odpady rzepaku

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 16, nr 2
• Strony: 155--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Znamenackova I.

• Institute of Geotechnics of Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Hredzak S.

• Institute of Geotechnics of Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Cablik V.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu 15, 708 00 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Cablikova L.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu 15, 708 00 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Hlavata M.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu 15, 708 00 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Dolinska S.

• Institute of Geotechnics of Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Lovas M.

• Institute of Geotechnics of Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovak Republic

Bibliografia

• 1. ČUVANOVÁ, S., LOVÁS, M. 2008. "Microwave-assisted extraction of organic compounds from the brown coal." Chemical Papers 102(S): 939–942.
• 2. <http://www.bioenergyconsult.com/biomass-pyrolysis-process>
• 3. LI, M.F., SUN, S.N., XU, F., SUN R.-C. 2012. "Microwave-assisted organic acid extraction of lignin from bamboo: Structure and antioxidant activity investigation Original Research Article." Food Chemistry 134: 1392–1398.
• 4. ZNAMENÁČKOVÁ, I., S. DOLINSKÁ, M. KOVÁČOVÁ, M. LOVÁS, V. ČABLÍK and L. ČABLÍKOVÁ. 2015. "Innovative Method of Material Treatment by Microwave Energy." Procedia Earth and Planetary Science [online] 15: 855-860 [cit. 2015-09-23]. doi: 10.1016/j.proeps.2015.08.137.
• 5. ČABLÍK, V., KONEČNÁ, E., HALAS, J., WZOREK, Z. 2014. "Utilization of liquid products from pyrolysis of waste materials in coal flotation." 14th International Multidisciplionary Scientific GeoConference SGEM 2014. Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining. Sofia (Bulgaria) Published by STEF92 Technology Ltd. III: 1011–1018.
• 6. ČABLÍK, V., J. IŠEK, M. HERKOVÁ, J. HALAS, L. ČABLÍKOVÁ, L. VACULÍKOVÁ. 2014. "Pyrolytic oils in coal flotation." Journal of the Polish Mineral Engineering Society 2(34): 9–14.
• 7. H. ZHAO, H., YAN, H., ZHANG, C. et al. 2011. "Pyrolytic characteristics and kinetics of Phragmites australis." Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Article ID 408973.
• 8. CARRIER, M., LOPPINET-SERANI, A., DENUX, D. et al. 2011. "Thermogravimetric analysis as a new method to determine the lignocellulosic composition of biomass." Biomass and Bioenergy 35(1): 298-307.
• 9. JAUHIAINEN, J., CONESA, J.A., FONT, R., MARTIN-GULLON, I. 2004. "Kinetics of the pyrolysis and combustion of olive oil solid waste." Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 72(1): 9–15.
• 10. CAI, J.M, BI, L.S. 2009. "Kinetic analysis of wheat straw pyrolysis using isoconversional methods." Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 98(1): 325–330.
• 11. BRAGA, R.M., MELO, D.M.A., AQUINO, F.M., FREITAS, J.C.O., MELO, M.A.F., BARROSS, J.M.F., FONTES, M.S.B. 2013. "Characterization and comparative study of pyrolysis kinetics of the rice husk and the elephant grass." Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2(115): 1915–1920.
• 12. YAO, F., WU, Q., LEI, Y., GUO, W., XU, Y. 2008. "Thermal decomposition kinetics of natural fibers: Activation energy with dynamics thermogravimetric analysis." Polymer Degradation and Stability 93: 90–98.
• 13. JEGUIRIM, M., TROUVÉ, G. 2009. "Pyrolysis characteristics and kinetics of Arundo donax using thermogravimetric analysis." Bioresource Technology 100: 4026–4031.
• 14. BRAZ, C. E., CRNKOVIC, P. 2014. "Physical – Chemical characterization of biomass samples for application in pyrolysis process." Chemical Engineering Transaction 2014: 523–528.
• 15. FLYNN, J.H., WALL, L.A. 1966. "A quick direct method for the determination of activation energy from thermogravimetric data." Polymer Letters 4: 323–328.
• 16. OZAWA, T. 1975. "Critical investigation of methods for kinetic analysis of thermoanalytical data." Journal of Thermal Analysisand Calorimetry 7(3): 601–617.