Badania procesu toryfikacji biomasy

• Autorzy: Kratofil M. , Zarzycki R. , Kobyłecki R. , Bis Z.

Warianty tytułu

EN

Study on biomass torrefaction process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań toryfikacji wybranych próbek biomasy, istotnych z punktu widzenia potencjalnego wykorzystania w warunkach polskich. Badania obróbki termicznej próbek przeprowadzono w różnych temperaturach, analizując wpływ warunków termicznych na proces suszenia i toryfikacji oraz na skład biomasy, w tym zawartość części lotnych, fixed carbonu, pierwiastków C i H oraz na jej parametry energetyczne (ciepło spalania). W efekcie przeprowadzonych badań wykazano, że w określonych warunkach temperaturowych następuje wzrost temperatury powyżej panującej w piecu, co potwierdza występowanie reakcji egzotermicznych. W efekcie badań stwierdzono także, że największe zmiany masy próbek oraz zmiany zawartości części lotnych, pierwiastków C i H oraz wartości ciepła spalania stałej pozostałości po obróbce termicznej następują wskutek wzrostu temperatury procesu w zakresie 250–300°C.Wyniki badań wykazały także, że odpowiedni wybór temperatury obróbki termicznej pozwala na uzyskanie stałego produktu podprocesowego (karbonizatu) o zawartości pierwiastka C dochodzącej do 80% i charakteryzującego się ciepłem spalania nawet 30 MJ/kg. Przedstawione w pracy wyniki potwierdziły, że uzyskanie pożądanych parametrów biomasy możliwe jest poprzez odpowiednią kontrolę temperatury obróbki termicznej.

EN

This paper presents the results of torrefaction of selected biomass samples which are important from the point of view of their potential use in Poland. The sample thermal treatments were carried out at various temperatures, analyzing the process parameters’ effects on biomass drying and torrefaction. Furthermore, the effect of the process parameters on biomass composition, including the content of volatile matter, fixed carbon, the elements C and H, and high heating value, was also investigated. The study results demonstrated that under specified temperature conditions, a temperature rise is observed, thus confirming the occurrence of exothermic reactions. It was also determined that the most significant variations in sample weight, changes in the volatile content and the contents of the elements C and H, as well as changes in the calorific value of solid residues, occurred for cases when the process temperature was increased from 250°C to 300°C. The test results also indicated that proper selection of the temperature of sample thermal treatment makes it possible to produce solid carbonatious char containing as much as 80% C, and characterized by a high heating value of up to 30 MJ/kg. The results presented in this paper confirm that the parameters of thermally-treated biomass may be controlled by the temperature of the process of its thermal treatment.

Słowa kluczowe

PL

toryfikacja; biomasa; obróbka termiczna

EN

torrefaction; biomass; thermal treatment

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, z. 4
• Strony: 137--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kratofil M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa

autor

Zarzycki R.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa

autor

Kobyłecki R.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa

autor

Bis Z.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa

Bibliografia

• [1] CHEN, W. i KUO, P. 2010. A study on torrefaction of various biomass materials and its impact on lignocellulosic structure simulated by a thermogravimetry. Energy 35, 2580–2586.
• [2] KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2006. Autotermiczna termoliza jako efektywna technologia produkcji czystych i wysokoenergetycznych paliw. Archiwum Spalania 6 (1–4), s. 114–119.
• [3] MCKENDRY, P. 2002a. Energy Production from Biomass (Part 1): Overview of Biomass. Bioresource Technology vol. 83, s. 37–46.
• [4] MCKENDRY, P. 2002b. Energy Production from Biomass (Part 2): Conversion Technologies. Bioresource Technology vol. 83, s. 47–54.
• [5] MCKENDRY, P. 2002c. Energy Production from Biomass (Part 3): Gasification Technologies. Bioresource Technology vol. 83, s. 55–63.
• [6] PRINS i in. 2006a – PRINS, M.J., PTASINSKI, K.J. i JANSSEN, F.J.J.G. 2006a. Torrefaction of wood Part 1. Weight loss kinetics. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 77, 28–34.
• [7] PRINS i in. 2006b – PRINS, M.J., PTASINSKI, K.J. i JANSSEN, F.J.J.G. 2006b. Torrefaction of wood Part 2. Analysis of products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 77, 35–40.
• [8] PRINS i in. 2007 – PRINS, M.J., PTASINSKI, K.J. i JANSSEN, F.J.J.G. 2007. From coal to biomass gasifcation: Comparison of thermodynamic effciency. Energy 32, 1248–1259.
• [9] PTASINSKI i in. 2007 – PTASINSKI, K.J., PRINS, M.J. i PIERIK, A. 2007. Exergetic evaluation of biomass gasifcation. Energy 32, 568–574.