Autotermiczny proces toryfikacji biomasy w aspekcie analizy gazów procesowych

• Autorzy: Czardybon Agata , Ignasiak Karina , Robak Jolanta , Supernok Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2020.10.3

Warianty tytułu

EN

Autothermal biomass torrefaction process in the aspect of process gases analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono wpływ rodzaju toryfikowanej biomasy i parametrów procesowych na skład generowanego gazu procesowego i jego przydatność do energetycznego zasilania procesu. Badania przeprowadzono w wielkolaboratoryjnej instalacji termicznej konwersji biomasy w reaktorze ze złożem przesuwnym, poddając procesowi toryfikacji: zrębki wierzby energetycznej i olchy, zrębki tartaczne mieszane oraz łupiny olejowca gwinejskiego. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem stopnia przereagowania biomasy, który jest ściśle zależny od korelacji temperatury i czasu trwania procesu toryfikacji, wzrasta zarówno ilość składników niekondensujących torgazu (CO, CH₄, C₂H₄ i C₂H₆, H₂), jak i lotnych składników organicznych, smół oraz wody. Okazało się, że skład gazu procesowego zależy także od rodzaju toryfikowanej biomasy.

EN

Energy willow chips, alder chips, mixed sawmill chips and palm kernel shells were torrefied in a moving bed reactor at an av. temp. 290–355°C and biomass flow 86.3–109.3 kg/h for 8–25 min to produce a solid fuel and a process gas. AcOH, MeOH, furan derivatives, aldehydes, ketones, arom. hydrocarbons, PhOH derivatives, water and tar were evidenced in the process gas. It contained also some amts. of CO, H₂ and short-chain aliph. hydrocarbons.

Słowa kluczowe

PL

przekształcanie termiczne; toryfikacja; biomasa toryfikowana; zgazowanie biomasy; gaz procesowy

EN

incineration; torrefaction; torrefied biomass; waste gasification; process gas

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 99, nr 10
• Strony: 1446--1453
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czardybon Agata

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze

autor

Ignasiak Karina

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Robak Jolanta

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Supernok Krzysztof

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• [1] Anonim, Krajowy plan na rzecz energii i klimatu na lata 2021–2030, https://www.gov.pl/web/aktywa-panstwowe/krajowy-plan-na-rzecz-energii-i-klimatu-na-lata-2021-2030-przekazany-do-ke, dostęp 30 marca 2020 r.
• [2] Anonim, Energia ze źródeł odnawialnych w 2018 roku, https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/energia/energia-ze-zrodel-odnawialnych-w-2018-roku,3,13.html, dostęp 30 marca 2020 r.
• [3] P.C.A. Bergman, Report ECN-C-05-073, ECN publication 2005, https://www.agritechproducers.com/upload/ATP-Torrefaction%20Scientific%20Article.pdf, dostęp 30 marca 2020 r.
• [4] J.A. Lasek, M. Kopczyński, M. Janusz, A. Iluk, J. Zuwała, Energy 2017, 119, 362.
• [5] M. Kopczyński, J.A. Lasek, A. Iluk, J. Zuwała, Energy 2017, 140, 1316.
• [6] D. Mohan, C.U. Pittman, P.H. Steele, Energy Fuels 2006, 20, nr 3, 848.
• [7] J.S. Tumuluru, S. Sokhansanj, R.J. Hess, C.T. Wright, R.D. Boardman, Ind. Biotechnol. 2011, 7, nr 5, 384.
• [8] J.J.M. Orfao, F.J.A. Antunes , J.L. Figueiredo, Fuel 1999, 78, nr 3, 349.
• [9] T.G. Bridgeman, J.M. Jones, I. Shield, P.T. Williams, Fuel 2008, 87, nr 6, 844.
• [10] M.J. Prins, Thermodynamic analysis of biomass gasification and torrefaction, praca doktorska, Technische Universiteit, Eindhoven 2005.
• [11] P.C.A. Bergman, A.R. Boersma, R.W.H. Zwart, J.H.A. Kiel, Report ECN-C-05-013, ECN, Petten 2005 .
• [12] R.H. White, M.A. Dietenberger, Wood products: thermal degradation and fire [w:] The encyclopedia of materials. Science and technology (red. K.H.J. Buschow, R.W. Cahn, M.C. Flemings, B. Ilschner, E.J. Kramer, S. Mahajan), Elsevier, Amsterdam 2001.
• [13] J.S. Tumuluru, S. Sokhansanj, C.T. Wright, A review on torrefaction process and design of moving bed torrefaction system for biomass processing, INL Raport, INL/EXT-10-19569, 2010.
• [14] M. J. Prins, K. J. Ptasinski, F. G. Janssen, J. Anal. Appl. Pyrol. 2006, 77, nr 1, 35.
• [15] M. Cremers, J. Koppejan, J. Middelkamp, J. Witkamp, S. Sokhansanj, S. Melin, S. Madrali, IEA Bioenergy 2015, http://task32.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2017/03/IEA_Bioenergy_T32_Torrefaction_update_2015b.pdf, dostęp 30 marca 2020 r.
• [16] M. Dębowski, H. Pawlak-Kruczek, M. Czeper, A. Brzdękiewicz, Z. Słomczyński, Prace Inst. Ceramiki Mater. Bud. 2016, 9, nr 26, 26.
• [17] A. Rodrigues, L. Loureiro, L.J.R. Nunes, Biomass Bioenergy 2017, 25, nr 2, 35.
• [18] D.A. Granados, P. Basu, F. Chejne, Energy Fuels 2017, 31, nr 5, https://www.researchgate.net/publication/316054450_Biomass_Torrefaction_in_a_Two-Stage_Rotary_Reactor_Modeling_and_Experimental_Validation, dostęp 30 marca 2020 r.
• [19] P. Stępień, J. Pulka, A. Białowiec, IntechOpen 2017, https://www.intechopen.com/books/pyrolysis/organic-waste-torrefaction-a-review-reactor-systems-and-the-biochar-properties, dostęp 30 marca 2020 r.
• [20] A. Dhungana, P. Basu, A. Dutta, J. Energy Resour. Technol. 2012, 134, 2012, http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.468.9466&rep=rep1&type=pdf, dostęp 30 marca 2020 r.
• [21] B.R. Crnogaća, Teh. Novi Mater. 2017, 26, nr 3, 323.
• [22] Y. Sun, J. Jiang, S. Zhao, Y. Hul, Biomass Convers. Biorefinery 2012, 2, 349.
• [23] A. Czardybon, K. Ignasiak, M. Rejdak, A. Sobolewski, Przem. Chem 2017, 96, nr 11, 2265.
• [24] M. Kopczyński, A. Plis, J. Zuwała, Chem. Proc. Eng. 2015, 36, nr 2, 209.
• [25] Praca zbiorowa, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych (red. W. Zieliński i A. Rajcy), Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1995.
• [26] M. Szechyńska-Hebda, M. Hebda, Czasop. Techn. Środowisko 2011, 108, z. 2-Ś, 227.
• [27] S. Kim, C.H. Kim, Renew. Energy 2012, 54, 150.
• [28] Q. Lu, W.Z. Li, X.F. Zhu, Energy Convers. Manag. 2009, 50, nr 5, 1376.
• [29] B. Scholze, D. Meier, J. Anal. Appl. Pyrol. 2001, 60, nr 1, 4.
• [30] J. Esteban, P. Yustos, M. Ladero, Catalysts 2018, 8, nr 12, 637.
• [31] R.J. Evans, T.A. Milne, M.N. Soltys, J. Anal. Appl. Pyrol. 1986, 9, nr 3, 207.
• [32] D.K. Shen, S. Gu, K.H. Luo, S.R. Wang, M.X. Fang, Bioresour. Technol. 2010, 101, nr 15, 6136.
• [33] J. Hun, H. Kim, Renew. Sustain. Energy Rev. 2008, 12, nr 2, 397.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020)