Emisja lotnych związków organicznych z karbonizowanego paliwa z odpadów

• Autorzy: Stępień Paweł , Banik Chumki , Koziel Jacek A. , Białowiec Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2019.9.21

Warianty tytułu

EN

Emission of volatile organic compounds from a carbonized refuse-derived fuel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwiązaniem problemu nadmiernej podaży paliwa RDF (refuse-derived fuel) przy stosunkowo niskich jego parametrach paliwowych jest toryfikacja, w wyniku której powstaje CRDF (carbonized RDF) o wartości opałowej powyżej 25 MJ/kg. CRDF może być źródłem emisji lotnych związków organicznych (LZO). W związku z tym prowadzono prace nad optymalizacją procesu toryfikacji i wpływem morfologicznego składu RDF na jakość otrzymanego paliwa. Odrębną kwestią była optymalizacja procesu pod względem zmniejszenia emisji LZO. Zaprojektowano badania mające na celu określenie cech jakościowych LZO emitowanych przez CRDF z mieszaniny odpadów o znanym składzie, która została zoptymalizowana pod względem maksymalizacji zawartości kalorycznej CRDF. Toryfikację przeprowadzono w 300°C, z czasem retencji 60 min, w warunkach beztlenowych. Scharakteryzowano właściwości uzyskanego CRDF. Emisję LZO badano, po ich mikroekstrakcji do fazy stałej, wykorzystując technikę GC-MS. Wykazano, że dominującą grupą LZO uwalnianą z CRDF były furany.

EN

An artificial refuse-derived fuel was prepd. by mixing waste paper (28.2%), waste plastics (47.0%), cardboard (10.0%), multimaterial packagings (5.0%), wood (1.9%), rubber (5.6%), textiles (2.2%) and kitchen waste (0.1%) and carbonized at 300°C under N2. The fuel was then studied for calorific value (34.45 MJ/kg) and emission of volatile org. compds. by microextn. to solid phase and gas chromatog. anal. Twenty-six org. compds. were identified in the emitted gas. 2-Methylfurane, 2,5-dimethylfurane, PhH, PhMe and furfural were the main components of the emission.

Słowa kluczowe

PL

paliwo odpadowe; lotne związki organiczne; CRDF

EN

waste fuel; volatile organic compounds; CRDF

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 98, nr 9
• Strony: 1445--1447
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., tab.

Twórcy

autor

Stępień Paweł

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Banik Chumki

• Iowa State Univercity, USA

autor

Koziel Jacek A.

• Iowa State Univercity, USA

autor

Białowiec Andrzej

• Instytut Inżynierii Rolniczej, Wydział Przyrodniczo-Technologiczny, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Chełmońskiego 37, 51-630 Wrocław
• Iowa State Univercity, USA

Bibliografia

• [1] A. Białowiec, M. Micuda, J.A. Koziel, Energies 2018, 11, 3233.
• [2] S. Sohi, E. Lopez-Capel, E. Krull, R. Bol, CSIRO Land and Water Science Report 2009, 1834.
• [3] J. Poudel, T.I. Ohm, S.H. Lee, S.C. Oh, Waste Manage. 2015, 40, 112.
• [4] J. Pulka, D. Wiśniewski, J. Gołaszewski, A. Białowiec, Arch. Environ. Protection 2016, 42, 125.
• [5] J.M.C. Ribeiro, R. Godina, J.C.O. Maties, L.J.R. Nunes, Sustainability 2018, 10, 1.
• [6] A. Białowiec, J. Pulka, P. Stępień, P. Manczarski, J. Gołaszewski, Waste Manage. 2017, 70, 91.
• [7] M. Micuda, Structural modification of biochars from the torrefaction of organic waste in the aspect of reducing emissions of volatile organic compounds from the surface of biochar. Master thesis. Wrocław University of Environmental and Life Sciences, 2018.
• [8] M. Edo, N. Skoglund, Q. Gao, P.E. Persson, S. Jansson, Waste Manage. 2017, 68, 646.
• [9] E. den Boer, Instal 2017, 1, 18.
• [10] Główny Urząd Statystyczny, Środowisko, 2018.
• [11] E. den Boer, [w:] Innowacje w gospodarce odpadami (red. A. Białowiec), Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2018.
• [12] K.A. Spokas, J.M. Novak, C.E. Stewart, K.B. Cantrell, M. Uchimiya, M.G. Dusaire, K.S. Ro, Chemosphere 2011, 85, 869.
• [13] S. Taherymoosavi, V. Verheyen, P. Munroe, S. Joseph, A. Reynolds, Waste Manage. 2017, 67, 131.
• [14] A. Białowiec, M. Micuda, A. Szumny, J. Łyczko, J.A. Koziel, Molecules 2018, 23, 3208.
• [15] A.T. Wagland, P. Kilgallon, R. Coveney, A. Garg, R. Smith, P.J. Longhurst, S.J. T. Pollard, N. Simms, Waste Manage. 2011, 31, 1176.
• [16] B. Kruger, A. Mrotzek, S. Wirtz, Waste Manage. 2014, 34, 390.
• [17] N. Agon, M. Hrabovsky, O. Chumak, M. Hlina, V. Kopecky, A. Maslani, A. Bosmans, L. Helsen, S. Skablja, G. Van Oost, J. Vierendeels, Waste Manage. 2016, 47, 246.
• [18] A. Sever Akdag, A. Atimtay, F.D. Sanin, Waste Manage. 2016, 47, 217.
• [19] M. Materazzi, P. Lettieri, L. Mazzei, R. Taylor, Ch. Chapman, Fuel 2015, 150, 473.
• [20] W. Hogland, M. Marques, Resour. Conserv. Recy. 2003, 40, 53.
• [21] M. Kara, Resour. Conserv. Recy. 2012, 68, 21.
• [22] P. Stępień, A. Białowiec, Detritus 2018, 3, 75.
• [23] B. Raza, A. Soltani, R. Ruparathna, R. Sadiq, K. Hewage, Resour. Conserv. Recy. 2013, 81, 105.
• [24] P. Stępień, J. Pulka, M. Serowik, A. Białowiec, Waste Biomass Valorization 2017, 3, 1.
• [25] PN-EN 14346:2011, Charakteryzowanie odpadów. Obliczanie suchej masy na podstawie oznaczania suchej pozostałości lub zawartości wody.
• [26] P.C.A. Bergman, A.R. Boersma, R.W.R. Zwart, J.H.A. Torrefaction for biomass co-firing in existing coal-fired power stations “biocoal", ECN, Eindhoven 2005.
• [27] PN-EN 15169:2011, Charakteryzowanie odpadów. Oznaczanie straty prażenia odpadów, szlamów i osadów.
• [28] PN-Z-15008-04:1993, Odpady komunalne stałe. Badania właściwości paliwowych. Oznaczanie zawartości części palnych i niepalnych.
• [29] PN-G-04513:1981, Paliwa stałe. Oznaczanie ciepła spalania i obliczanie wartości opałowej.
• [30] A. Białowiec, M. Micuda, A. Szumny, J. Łyczko, J.A. Koziel, Materials 2019, 12, 1692.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

2. Badania przeprowadzono przy wsparciu finansowym Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (2015-2019) – program Diamentowy Grant, projekt numer 0077/DIA/2015/44; jak również dzięki Fundacji Fulbrighta, która sfinansowała projekt „Research on pollutants emission from Carbonized Refuse Derived Fuel into the environment”, zrealizowano na Iowa State University. Ponadto projekt ten był częściowo wspierany przez stację eksperymentalną Iowa Agriculture and Home Economics, Ames, Iowa. Projekt nr IOW05556 (Future Challenges in Animal Production Systems: Seeking Solutions through Focused Facilitation) sponsorowane przez Hatch Act i fundusze stanu Iowa.