The use of microwave pyrolysis for biomass processing

• Autorzy: Czarnocka J.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie pirolizy mikrofalowej do przetwarzania biomasy

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The method of processing biomass of various kinds by microwave-assisted pyrolysis has been presented. The fast pyrolysis process, characterized by rapid heating of the feedstock in the absence of oxygen and rapid cooling of the volatile intermediate reaction products, is one of attractive liquid biofuel production methods. However, the pyrolysis still requires improvements as regards the process yield, quality of liquid biofuel products, and energy efficiency of the process as a whole. The microwave pyrolysis is a promising attempt to solve these problems thanks to the fast and efficient feedstock heating through the effect of “microwave dielectric heating”. Before proceeding to the main topic of this paper, the conventional pyrolysis has been characterized. At such a technology, the thermal energy necessary to heat the feedstock is transmitted from the surface into the depth, which is rather a slow process. This has been followed by a presentation of the microwave pyrolysis, where the microwave radiation causes fast and productive bulk heating of the material having been finely ground (the material should be susceptible to the action of microwaves). Moreover, a review of materials used as microwave radiation absorbers, biomass types, and methods of biomass preparation for the process, as well as qualitative and quantitative characteristics of the pyrolysis products obtained, i.e. raw bio-oil, which should be subjected to further processing, and synthesis gas (“syngas”) have been provided.

PL

W artykule zaprezentowano sposób przetwarzania różnych rodzajów biomasy metodą pirolizy wspomaganej mikrofalowo. Proces szybkiej pirolizy charakteryzujący się gwałtownym ogrzewaniem surowca w warunkach beztlenowych i gwałtownym chłodzeniem pośrednich, lotnych produktów reakcji, jest jedną z atrakcyjnych technologii produkcji biopaliw ciekłych. Przed pirolizą nadal stoją wyzwania natury technicznej w zakresie poprawy wydajności procesu i jakości otrzymanych biopaliw ciekłych oraz zwiększenia sprawności energetycznej całego procesu. Piroliza mikrofalowa jest obiecującą próbą rozwiązania tych problemów ze względu na szybkie i efektywne ogrzewanie materiałów poprzez tzw. efekt „mikrofalowego ogrzewania dielektrycznego”. W niniejszej pracy na wstępie scharakteryzowano pirolizę konwencjonalną, w której ciepło niezbędne do ogrzania materiału przenoszone jest od powierzchni do środka materiału, co jest dość powolnym procesem. W dalszej części pracy zaprezentowano pirolizę mikrofalową, w której promieniowanie mikrofalowe powoduje szybkie i wydajne, objętościowe ogrzewanie rozdrobnionego materiału podatnego na działanie mikrofal. Artykuł zawiera ponadto przegląd stosowanych absorbentów promieniowania mikrofalowego, rodzajów biomasy i sposobu przygotowania jej do procesu, charakterystykę jakościową i ilościową otrzymanych produktów pirolizy, tj. surowego bio-oleju, który powinien być poddany dalszej obróbce oraz gazu syntezowego.

Słowa kluczowe

EN

pyrolysis; microwave pyrolysis; biomass; bio-oil; syngas

PL

piroliza; piroliza mikrofalowa; biomasa; bioolej; gaz syntezowy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 67, no. 1
• Strony: 11--21, 141--150
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il.

Twórcy

autor

Czarnocka J.

• Automotive Industry Institute, Department for Fuels, Biofuels & Lubricants, ul. Jagiellonska 55, 03-301 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] RUMIAN M., CZEPIRSKI L.: Zastosowanie promieniowania mikrofalowego w technologii adsorpcyjnej, Przemysł Chemiczny 84/5(2005), s. 329-332.
• [2] YIN C.: Microwave-assisted pyrolysis of biomass for liquid biofuels production, Bioresource Technology 120 (2012), s. 273-284.
• [3] GOUVEIA L., OLIVEIRA A.C.: Microalgae as a raw material for biofuels production, J. Ind. Microbiol. Biotechnology 36, 2009, s. 269-274.
• [4] LEI H., et al.: Microwave pyrolysis of distillers dried grain with solubles (DDGS) for biofuel production, Bioresource Technology 102 (2011), s. 6208-6213.
• [5] SALEMA A.A., ANI F.N.: Microwave induced pyrolysis of oil palm biomass, Bioresorce Technology 102 (2011) s. 3388-3395.
• [6] DU Z. et al.: Microwave-assisted pyrolysis of microalgae for biofuel production, Bioresource Technology 102 (2011), s. 4890-4896.
• [7] HU Z., et al.: A study on experimental characteristic of microwave-assisted pyrolysis of microalgae, Bioresource Technology 107 (2012) s. 487-493.
• [8] BENEROSO D., BERMUDEZ J.M., ARENILLAS A., MENENDEZ J.A.: Microwave pyrolysis of microalgae for high syngas production, Bioresource Technology 144 (2013) s. 240-246.
• [9] DOMINGUEZ A., et al.: Conventional and microwave inducted pyrolysis of coffee hulls for the production of a hydrogen rich fuel gas, J. Anal. Appl. Pyrolysis 79 (2007) s. 128-135.
• [10] RAVEENDRAN K., GANESH A., KHILAR K.C.: Influence of mineral matter as biomass pyrolysis characteristics, Fuel 74 (1995), s. 1812 - 1822.
• [11] BU Q., et al.: Production of phenols and biofuels by catalytic microwave pyrolysis of lignocellulosic biomass, Bioresource Technology 108 (2012), s. 274-279.