Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie chromatografii gazowej i cieczowej w badaniach produktów ciekłych pirolizy mikrofalowej

Burnus Zygmunt, Markowski Jarosław

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 1

64--79

PL

W niniejszej pracy zbadano możliwości wykorzystania technik chromatografii gazowej GC-FID oraz GC-MS wspomaganych klasyczną chromatografią cieczową LC do badania składników biooleju pochodzącego z pirolizy biomasy stałej. Badania biomasy i produktów jej przerobu mają na celu rozwój technologii paliw proekologicznych i/lub zawierających frakcje otrzymywane z biomasy lub surowców odpadowych. Celem tych działań jest stopniowe zwiększanie wykorzystania źródeł energii pochodzących z surowców odnawialnych przy jednoczesnym ograniczaniu zastosowania surowców kopalnych. Jest to jedno z działań, których efektem ma być ograniczenie emisji GHG. Działanie to jest związane z wytycznymi dyrektyw Unii Europejskiej nakazujących wzrost udziału odnawialnych źródeł energii w transporcie oraz energetyce. Są to dyrektywy 2003/30/WE oraz 2009/28/WE, dotyczące promowania użycia biopaliw lub innych paliw odnawialnych w transporcie oraz wzrostu udziału pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w różnych sektorach krajów Wspólnoty Europejskiej. Energetyczne wykorzystanie biomasy to jeden z głównych obszarów zainteresowania polityki energetycznej Polski, zbieżnej z celami polityki wyznaczonymi przez Unię Europejską. W niniejszym artykule dokonano przeglądu literatury w zakresie rodzajów biomasy występującej w Polsce oraz zastosowania technik chromatografii gazowej i cieczowej (Py-GC, GC-MS, GC-FID) w badaniu ciekłych produktów procesu pirolizy biomasy. Opracowano warunki chromatograficzne badania produktów ciekłych pirolizy biomasy stałej przy wykorzystaniu reaktora mikrofalowego do pirolizy jako elementu aparatury umożliwiającego badania technikami chromatograficznymi. Przy zastosowaniu dobranych warunków analitycznych wykonano badania ciekłych produktów pirolizy biomasy: miskantu olbrzymiego, słomy, trocin sosnowych, łusek słonecznika i ziaren kawy. Zidentyfikowano składniki biooleju pochodzącego z pirolizy biomasy i zaproponowano metodę oznaczania ilościowego składników biooleju. Wykazano możliwość jednoczesnego zastosowania różnych technik chromatografii gazowej w celu poznania składu chemicznego biooleju pochodzącego z pirolizy mikrofalowej różnego rodzaju biomasy stałej.

EN

In this work, the possibilities of implementation of the GC-FID and GC-MS gas chromatography techniques supported by classic LC liquid chromatography to study the components of bio-oil derived from the pyrolysis of solid biomass were examined. Research on biomass and its processing products is aimed at the development of pro-ecological fuels and / or fuels containing fractions obtained from biomass or waste materials. The aim of these activities is to gradually increase the use of energy sources derived from renewable raw materials and limiting the use of fossil raw materials. It is one of the ways to reduce GHG emissions. This action is related to the guidelines of the European Union Directives describing an increase in the share of renewable energy sources in transport and energy – Directives 2003/30/EC and 2009/28/EC – the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels in transport and the increase in the share of energy obtained from renewable sources in various sectors of the European Community. The use of energy obtained from biomass is one of the main areas of interest in Poland's energy policy, consistent with the policy objectives set by the European Union. This article describes the types of biomass found in Poland and the use of gas and liquid chromatography techniques (Py-GC, GC-MS, GC-FID) in the study of liquid products of the biomass pyrolysis process. The chromatographic conditions for testing liquid products of solid biomass pyrolysis with the use of a microwave pyrolysis reactor as an element of the apparatus enabling the research with chromatographic techniques were developed. Using selected analytical conditions, tests were carried out on liquid products of biomass pyrolysis: giant miscanthus, straw, pine sawdust, sunflower husks and coffee grounds. The components of bio-oil derived from biomass pyrolysis were identified and a method for the quantification of bio-oil components was proposed. The possibility of the simultaneous application of various gas chromatography techniques to understand the chemical composition of bio-oil from microwave pyrolysis of various types of solid biomass was demonstrated.

2

Anaerobic digestion and microwave pyrolysis techniques for recycling organic wastes

Butlewski Krystian

Polimery

|

2019

|

T. 64, nr 11-12

811--817

EN

Two promising techniques – anaerobic digestion (AD) and microwave pyrolysis (MP) – have been presented in this work for possible recycling of organic waste. The main products of AD are biogas and digestate, which can be utilized for production energy, fuels and valuable materials. MP products are gases, liquids and char, which can be used as substrates for producing hydrogen, biodiesel, kerosene, and activated carbon. MP provides fast heating and can be used for various material waste blends including biomass – plastic mixtures. AD and MP can be combined for a synergic effect with respect to system efficiency.

PL

W pracy przedstawiono dwie nowoczesne techniki – beztlenową fermentację (AD) i mikrofalową pirolizę (MP) w kontekście możliwości ich wykorzystania w recyklingu odpadów organicznych. Głównymi produktami AD są biogaz i poferment stosowane w produkcji energii, paliw i wartościowych materiałów. Produktami MP są natomiast gaz, ciecz i substancja węglowa stanowiące materiał wejściowy do produkcji wodoru, biodiesla, nafty i węgla aktywowanego. Technika MP zapewnia szybkie nagrzewanie i może być wykorzystana w wypadku różnych mieszanin materiałów odpadowych, m.in. mieszanin biomasy z „plastikami”. Instalacje AD i MP mogą być stosowane łącznie w celu uzyskania synergii wytwarzania energii, paliw i wartościowych wyrobów.

3

The use of microwave pyrolysis for biomass processing

Czarnocka J.

Archiwum Motoryzacji

|

2015

|

Vol. 67, no. 1

11--21, 141--150

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.

4

Synthesis of Magnetic Materials from Natural Carbon Precursors ‒ a Review

Zubrik A., Lovas M., Matik M., Stefusova K., Hredzak S.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

127--130

EN

Preparation methods, properties and utilization of magnetic materials based on natural carbon precursors are summarized in this short review. Magnetic material is defined as the composite material consist of carbon substance coming from natural precursor such as coal/biomass and magnetic substance. Various processes can be applied to prepare magnetic materials. Pyrolysis of the biomass/coal together with iron ions and coprecipitation of Fe2+/Fe3+ with charcoal are mostly used methods for synthesis of magnetic biochar. The pyrolysis is defined as a thermal degradation in the absence of oxygen, which converts a raw material into different reactive intermediate products: solid (char), liquid and gaseous products. Especially, microwave pyrolysis of natural materials with iron ions is one of the best techniques offering homogenous, rapid and energetically efficient heating system to produce magnetic material. After the synthesis, iron particles are incorporated to the pore carbon structure and can form (especially in thermal process) microparticles as well as nanosized particles with defined structure possessing magnetic properties, high pore volume and high specific surface area. Magnetic carbon is used mainly as an excellent sorbent material mainly for organic pollutants and heavy metals. Moreover, solid/liquid magnetic separation as a rapid and effective technique can be applied in removal of used magnetic biochar from aqueous solution after sorption process. After sorption and pre-concentration, the magnetic sorbent can be effectively regenerated e.g. by high temperature (organic pollutants such as azodyes, pesticides) and leaching methods (inorganic contaminates).

PL

W tym krótkim przeglądzie streszczono metody przygotowywania, właściwości i wykorzystanie materiałów magnetycznych opartych na maturalnych prekursorach węgla. Materiały magnetyczne są zdefiniowane jako materiał kompozytowy składający się z substancji węglowej pochodzących z naturalnych prekursorów takich jak węgiel/biomasa i substancji magnetycznej. Różne procesy mogą być zastosowane do przygotowania materiałów magnetycznych. Piroliza biomasy/węgla wraz z jonami żelaza i współstrąceniem Fe2+/Fe3+ z węglem drzewnym są najczęściej używanymi metodami syntezy magnetycznego biowęgla. Piroliza jest zdefiniowana jako rozkład termalny bez udziału tlenu, który przetwarza surowiec w różne reaktywne produkty pośrednie: stałe (karbonizat), płynne i gazowe produkty. Szczególnie piroliza mikrofalowa materiałów naturalnych z jonami żelaza jest jedną z najlepszych technik oferującą homogeniczny, szybki i energetycznie efektywny system ogrzewania do produkcji materiałów magnetycznych. Po syntezie, jony żelaza są włączane do struktury porowatej węgla i mogą tworzyć (szczególnie w procesach termicznych) mikrocząsteczki jak i nanocząsteczki o zdefiniowanej strukturze posiadające właściwości magnetyczne, dużą objętość porów i dużą powierzchnię właściwą. Węgiel magnetyczny jest używane głównie jako doskonały sorbent głównie dla organicznych zanieczyszczeń i metali ciężkich. Ponadto, magnetyczna separacja substancji stałych od ciekłych może być zastosowana jako szybka i efektywna technika usuwania zużytego biowęgla magnetycznego z roztworów wodnych po procesie sorpcji. Po sorpcji i wstępnej koncentracji, sorbent magnetyczny może być efektywnie zregenerowany np. za pomocą wysokiej temperatury (zanieczyszczenia organiczne takie jak barwniki azowe, pestycydy) i metodami ługowania (zanieczyszczenia nieorganiczne).