Термічний аналіз біомаси проса прутоподібного (PANICUM VIRGATUM L.) за вирощування на рекультивованих землях

M. M. Kharytonov, M. G. Babenko, N. V. Martynova, I. V. Rula

Анотація


Такі технології термохімічного перетворення, як піроліз і газифікація, є ефективними способами конверсії біомаси в паливо. Для дослідження процесів, що відбуваються під час спалювання біомаси та вивчення впливу різних факторів на ефективність його термічного розкладання, було застосовано термогравіметричний аналіз.  Було досліджено особливості термічної деструкції біомаси проса прутоподібного (Panicum virgatum L.), вирощеного  на різних варіаціях фітомеліорованих гірничих порід, а також  вплив підживлюючих добавок на її термічні характеристики. Виявлено, що термоліз рослин, що зростали на фітомеліорованій суміші лесоподібного суглинку та червоно-бурої глини відбувається у три етапи в межах від 30 оС до 580 оС. Підживлення призводить до збільшення реактивності біомаси за термічного розкладання геміцелюлози та целюлози.

Найкращий ефект отриманий від застосування осаду стічних вод та мінерального добрива. Термічна деструкція біомаси рослин проса, що зростали на темно-сірій сланцевій глині, дещо відрізняється від аналогічних процесів у рослин на фітомеліорованій суміші. На шарі 0-20 см вона була більш тривалою,  а на шарі 20-40 см – більш короткою. На другому етапі в зразках з пласту 40-60 см чітко простежується два піки деструкції геміцелюлози та целюлози, тоді як в інших випадках розкладання целюлози починається раніше, тому на кривих DTG у даній області спостерігається тільки один пік. Взагалі термоліз ефективніше перебігає у рослин, що зростали на шарах, взятих з більшої глибини.


Ключові слова


Panicum virgatum, reclaimed land, biomass, thermal decomposition

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Ho, D. P., Ngo, H. H., Guo, W. (2014). A mini review on renewable sources for biofuel. Bioresour. Technol., 169, 742–749. doi:10.1016/j.biombioe. 2011.04.055

Naik, S. N., Goud, V. V. Rout, P. K., Dalai, A. K. (2010). Production of first and second generation biofuels: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews., 14(2), 578–597.

https://doi.org/10.1016/ j.rser.2009.10.003

Kumar, A., Wang, L., Dzenis, Y. A., Jones, D. D., Hanna, M. (2008). Thermogravimetric characterization of corn stover as gasification and pyrolysis feedstock. Biomass and Bioenergy, 32(5), 460–467. doi:10.1016/j.biombioe. 2007.11.004

Carrier, M. Loppinet-Serani, A., Denux, D., Lasnier, J.M., Ham-Pichavant, F., Cansell, F., Aymonier, C. (2011). Thermogravimetric analysis as a new method to determine the lignocellulosic composition of biomass. Biomass and Bioenergy, 35, 298–307. https://doi.org/10.1016/ j.biombioe.2010.08.067

Parrish, D. J., Fike, J. H. (2005). The biology and agronomy of switchgrass for biofuels. Crit. Rev. Plant Sci., 24(5-6), 423–459. https://doi.org/ 10.1080/07352680500316433

Moroz, O. V., Smіrnykh, V. M., Kurylo, V. M., Gerasimenko, Yu. P., Mostovna, N. A., Gorobets, A. M., Kulyk, M. І (2011). Svіtchgras yak nova fіtoenergetychna kultura. [Swichgrass as a new phytoenergy culture]. Sugar beets, 3(81), 12–14.

Scagline, S., Skousen, J., Griggs, T. (2015). Switchgrass and miscanthus yields on reclaimed surface mines for bioenergy production. JASMR, 4(2), 80–90. http://doi.org/10.21000/JASMR15020080

Boateng, A. A., Hicks, K. B., Vogel, K. P. (2006). Pyrolysis of switchgrass (Panicum virgatum) harvested at several stages of maturity. J. Anal. Appl. Pyrolysis, 75, 55–64. doi:10.1016/j.jaap.2005.03.005

Shen, D. K., Gu, S., Luo, K. H., Bridgwater, A. V., Fang, M. X. (2009). Kinetic study on thermaldecomposition of woods in oxidative environment. Fuel, 88, 1024–1030. doi:10.1016/j.fuel.2008.10.034

Prins, M. J., Ptasinski, K. J., Janssen, F. J. J. G. (2006). Torrefaction of wood: Part 1. Weight loss kinetics. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 77(1), 28–34. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2006.01.002


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.