Organic Compounds in Pyrolytic Carbon

• Autorzy: Ruzickova J. , Raclavska H. , Zmijkova D. , Raclavsky K. , Sassmanova V.

Warianty tytułu

PL

Składniki organiczne w karbonizacie z pirolizy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The content of organic compounds in char affects its ecotoxicity. The chemical composition of pyrolysis carbon was studied in carbon prepared by torrefaction of spruce wood and pyrolysis of wood pellets, tyres and TetraPak. Organic compounds present in biochar and char were investigated with respect to assessment of suitability for agricultural applications. Char and biochar samples were analysed by method of pyrolysis gas chromatography with mass spectrometric detection. The identified compounds were aromatic hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons, furans, benzofurans, substances containing phenol, benzepolycarboxyl acids, and substances of biogenic origin (fragments of cellulose, hemicellulose, protein, etc.). Relatively higher concentrations of compound fragments from biocomponents are associated with biochar from wood pellets. Organic compounds which are potentially toxic and carcinogenic for living organisms (PAHs, benzofurans and aromatic hydrocarbons) have higher concetrations in char from synthetic materials (scarp tyres, TetraPak) compared with biochar.

PL

Zawartość związków organicznych w stałej pozostałości po pirolizie wpływa na jej ekotoksyczność. Skład chemiczny karbonizatu po pirolizie zbadano w produktach toryfikacji drewna świerkowego, granulatu drzewnego, opon i opakowań typu TetraPak. Związki organiczne występujące w karbonizacie zostały zbadane pod katem zastosowania rolniczego. Próbki poddano analizie chromatograficznej metodą chromatografii gazowej z detekcją spektrometryczną masową. Zidentyfikowane związki to węglowodory aromatyczne, policykliczne węglowodory aromatyczne, furan, benzofuran, substancje zawierające fenol, kwasy benzepolikarboksylowe, substancje pochodzenia biogennego (fragmenty celulozy, hemicelulozy, białek i innych). Relatywnie wyższe stężenia biokomponentów są związane z karbonizatem z peletów. Związki organiczne, które są potencjalnie toksyczne i rakotwórcze dla organizmów żywych (WWA, benzofurany i węglowodory aromatyczne) mają wyższe stężenie w karbonizacie z materiałów syntetycznych (opony, Tetrapaki) w porównaniu z biowęglem.

Słowa kluczowe

EN

biochar; char; pyrolysis; polyaromatic hydrocarbons; BTEX; styrene

PL

węgiel; karbonizat; biowęgiel; piroliza; węglowodory poliaromatyczne; BTEX; styrene

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 18, nr 1
• Strony: 83--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Ruzickova J.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Centre ENET, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Raclavska H.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Centre ENET, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic
• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Zmijkova D.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Raclavsky K.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Centre ENET, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Sassmanova V.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. BRAADBAART, Freek et al. Preservation potential of charcoal in alkaline environments: An experimental approach and implications for the archaeological record. Journal of Archaeological Science, 36, 2009, p. 1672-1679.
• 2. CORNELISSEN, Gerard and GUSTAFSSON, Örjan. Sorption of phenanthrene to environmental black carbon in sediment with and without organic matter and native sorbates. Environmental Science and Technology, 38, 2004, p. 148-155.
• 3. DE LA ROSA ARRANZ, José María et al. Structural prosperties of non-combustion derived refractory organic matter which interfere with BC quantification. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 85, 2009, p. 399-407.
• 4. DIGNAC, Marie France et al. Pyrolytic study of compost and waste organic. Organic Geochemistry, 36, 2005, p. 1054-1071.
• 5. EBC (2012) EUROPEAN BIOCHAR CERTIFICATE. Guidelines for a Sustainable Production of Biochar. European Biochar Foundation (EBC). Arbaz, Switzerland. 2016
• 6. ELMQUIST, Marie et al. Quantification of sedimentary black carbon using the chemothermal oxidation method: An evaluation of ex situ pretreatments and standard additions approach. Limnology Oceanography, Methods 2, 2004, p. 417-427.
• 7. ELYOUNSSI, Khalid, et al. High-yield charcoal production by two-step pyrolysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 87, 2010, p. 138-143.
• 8. FABBRI, Daniel et al. Analytical pyrolysis of synthetic chars derived from biomass with potential agronomic application (biochar). Relationships with impacts on microbial carbon dioxide production. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 93, 2012, p. 77-84.
• 9. FERNANDES, Milena B., et al. Characterization of carbonaceous combustion residues. I. Morphological elemental and spectroscopic features. Chemosphere, 51, 2003, p. 785-795.
• 10. GALLETTI, Guido C. and REEVES James B. Pyrolysis-gas chromatography ion-trap detection of polyphenols (vegetable tannins). Preliminary results. Organic Mass Spectrometry, 27 (3), 1992, p. 226-230.
• 11. HOSSAIN, Mustafa K. et al. Agronomic properties of wastewater sludge biochar and bioavailability of metals in production of cherry tomato (Lycopersicon esculentum). Chemosphere, 78, 2010, p.1167-1171.
• 12. INTERNATIONAL BIOCHAR INITIATIVE. Standardized Product Definition and Product Testing Guidelines for Biochar That Is Used in Soil, 2015.
• 13. KAAL, Joeri et al. Characterization of aged charcoal using a coil probe pyrolysis-GC/MS method optimized for black carbon. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 85, 2009, p. 408-416.
• 14. KAAL, Joeri et al. Rapid molecular screening of black carbon (biochar) thermosequences obtained from chestnut wood and rice straw: A pyrolysis-GC/MS study. Biomass and Bioenergy, 45, 2012, 115-129.
• 15. SAIZ JIMENÉZ Cesario and DE LEEUW Jan W. Chemical characterization of soil organic matter fractions by analytical pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 9 (2), 1986, p. 99-119.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).