Установленная мощность производства электроэнергии по источникам [53].

¹

Включает TAR.

²

Включает теплоту процесса (таблица в МВт).

Table 8.

Твердые отходы, образующиеся по типу, в зависимости от конечного назначения, в % от общего количества отходов [57].

3.1.2 Сельскохозяйственные отходы

Занятость сельским хозяйством в Бразилии оценивается в 65,91 млн га, что эквивалентно 7,8% территории страны [59], цифры показывают, что Бразилия использует 7,57% своей территории для выращивания сельскохозяйственных культур. Эта площадь также соответствует всего 3,41% обрабатываемой площади во всем мире.

Отходы агропромышленного производства в Бразилии разбросаны по всем штатам страны от севера до юга, образуются из различных культур, зависят от сезона и представляют собой огромное количество. Определяли наличие основных отобранных продуктов из сельскохозяйственных отходов, отходов животноводства и соответствующие анализы на генерационный потенциал [60]. Основные выбранные продукты анализируются с точки зрения экономики Бразилии и необходимых условий для сельского производителя, чтобы не отставать от устойчивого роста. Таблица 9представлены наиболее распространенные и производимые сельскохозяйственные отходы [60].

Feedstock	Abbreviation	Generating potential index -GPa (tons/total residues – tons/total wasteb)
Sugar cane	SC	0. 22 t TR/SC
Соя	SO	2,05 т TR/SO
Кукуруза (кукуруза)	MI	1,42 т TR/MI
Rice (straw)	RI	1.49 t TR/RI
Cotton (Perennial)	CO	2.95 t TR/CO
Orange – 100	OG	0.50 t TR/OG
Wheat −70	WH	1.42 t TR/WH
Cassava – 100	CA	0.20 t TR/CA
Tobacco	TO	0.75 t TR /ТО

Таблица 9.

Оценки индекса генерирующего потенциала (GP) сельскохозяйственных отходов и отходов животноводства в Бразилии [60].

^a

Индекс генерирующего потенциала GP (тонн/культура).

^b

Аббревиатура индекса GP: TR= Общий остаток: TW= Общий объем отходов.

Бразилия выделяется как крупный производитель биомассы, массовое предложение биомассы в 2005 г. составило 558 млн т с прогнозируемым ростом до 1402 млн т в 2030 г. [53]. В таблице 10 показано изменение массового предложения сельскохозяйственных, агропромышленных и лесохозяйственных отходов.

Таблица 10.

Массовая поставка биомассы отходами агропромышленного и лесного хозяйства (млн т) [61].

Наличие биомассы является ключевым аспектом биоэнергетики. Общее предложение биоэнергии в 2019 годусоставила 93,9 млн т н.э. (1824 тыс. баррелей в сутки), что соответствует 31,9% бразильской энергетической матрицы. Продукты сахарного тростника в виде багассы и этанола с 52,8 млн т н.э. составляют 56,3% биоэнергии и 18% матрицы. Дрова с 25,7 млн ​​т н.э. составляют 27,4% биоэнергии и 8,7% матрицы.

Другая биоэнергия (черный щелок, биогаз, древесные отходы, отходы агробизнеса и биодизельное топливо) с объемом 15,3 млн т н.э. составляет 16,3% биоэнергии и 5,2% матрицы [49]. В таблицах 11 и 12 показано энергоснабжение и потребление продуктов сахарного тростника: жом сахарного тростника в качестве сырья для производства электроэнергии и сок сахарного тростника для производства алкоголя [50].

Flow	2015	2016	2017	2018	2019
Production	162. 6	168.6	165.6	157.8	162.2
Общее потребление	162,6	168,6	165,6	157,8	162,2	Трансформация*0309		28.0	28.7	28.9	28.5	29.3
Final consumption	134.6	139.9	136.8	129.3	132.9
Final energy Consumption	134.6	139.9	136.8	129.3	132.9
Energy sector	61. 8	57.5	56.0	67.1	71.1
Industrial	72.8	82.4	80.8	62.1	61.9
Chemical	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
Foods and beverages	72.7	82.3	80.6	62.0	61.7
Paper and pulp	128.0	141.0	146.0	157.0	147.0
Others	0.0	0. 0	0.0	0.0	0.0

Table 11.

Sugar Cane Bagasse [53].

^*

Сырье для производства спирта (Таблица в 10 ³ тонн).

Flow	2015	2016	2017	2018	2019
Production	209.3	183.7	179.9	243.1	260.5
Total Consumption	209.3	183.7	179.9	243.1	260. 5
Transformation *	209,3	183,7	179,9	243.1	260,5

Таблица 12.

Сахарный джуйк [53].

^*

Сырье для производства спирта (Таблица в 10 ³ тонн).

3.1.3 Остатки твердых бытовых отходов

В период с 2010 по 2019 год образование ТБО в Бразилии значительно увеличилось с 67 миллионов до 79 миллионов тонн в год (в 2020 году). В Бразилии большая часть собранных ТБО отправляется на захоронение на свалки, где за десятилетие было зарегистрировано увеличение на 10 миллионов тонн с 33 миллионов тонн в год до 43 миллионов тонн. С другой стороны, количество отходов, попадающих на неадекватные объекты (свалки и контролируемые свалки), также выросло с 25 млн тонн в год до чуть более 29 млн тонн в год.миллионов тонн в год [62].

На рис. 6 следует отметить, что органическая фракция остается основным компонентом ТБО, ее доля составляет 45,3%. Сухие перерабатываемые отходы, с другой стороны, составляют до 35% и в основном состоят из пластика (16,8%), бумаги и картона (10,4%), а также стекла (2,7%), металлов (2,3%) и многослойной упаковки. (1,4%) [58]. Хвосты, в свою очередь, составляют 14,1% от общего количества и в основном относятся к сантехническим материалам. Что касается других фракций, то мы имеем текстильные отходы, кожу и резину, с 5,6%, и другие отходы, также с 1,4%, которые рассматривают различные материалы теоретически объекты обратной логистики [62].

Рис. 6.

Гравиметрия ТБО в Бразилии [62].

Национальная гравиметрия, показанная на рис. 6, была рассчитана на основе средневзвешенного общего объема образования ТБО по уровню доходов муниципалитетов и их соответствующих гравиметров с учетом численности населения и производства на душу населения.

Экономическое развитие страны можно оценить, проанализировав физический состав ее ТБО. В целом, чем больше доход страны, тем выше потребление и, следовательно, количество образующихся отходов [63]. Физический состав ТБО городов различных регионов Бразилии показан в табл. 13 [63].

Regions	Northa (%)	North-eastb (%)	Mid-westc (%)	South-eastd (%)	Southe (%)	Brazilf (%)
MSW
Organic matter	54.68	57.00	54.02	52.00	57.27	51.4
Recyclables	27. 46	10.31	29.72	41.70	26.87	31.9
Metal	1.09	1.74	3.64	1.66	1.46	2.9
Paper и картон	10,87	3.7	7,48	15.39	11,62	13,1
Пластик	14.67 9038
	14.67	3.86	16.73	21.15	11.23	13.5
Glass	0.83	1.01	1. 87	3.50	2.56	2.4
Others	17.86	32.69	16.26	6.30	15.86	16.7
Total	100	100	100	100	100	100

Таблица 13.

Физический состав ТБО городов различных регионов Бразилии [63].

^a

Муниципальный префектуры Арагуайны (2013 г.).

^b

Contrato Prefeitura Municipal de Cubatí (2013).

^c

Префейтура де Паранаиба (2014 г.).

^d

Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro (2015).

^и

Префектура Порту-Алегри (2013 г.).

^f

Ministério do Meio Ambiente (2012).

Национальная политика по обращению с твердыми отходами (НПО) была установлена ​​Федеральным законом №. 12 305 в августе 2010 года, и это может стать важной вехой для управления отходами в Бразилии [64]. Целями этого закона являются сокращение, повторное использование, переработка, переработка и надлежащая утилизация ТБО, включая системы рекуперации энергии, во избежание нанесения ущерба окружающей среде и здоровью населения. Этот закон запрещает вывоз ТБО на открытые свалки, и предусматривается, что все штаты и города должны закрыть свои открытые свалки к 2014 г. Тем не менее, ситуация с ТКО в Бразилии изменилась очень мало с момента введения NSWP [63].

3.1.4 Политика Бразилии в отношении биоэнергетического сектора

В Бразилии развитие биоэнергетического сектора осуществляется в рамках программ, инициированных федеральным правительством. В 2002 г. правительство Бразилии запустило Программу стимулирования альтернативных источников электроэнергии (PROINFA) Министерства горнорудной промышленности и энергетики в ответ на нехватку энергии в стране в поисках возобновляемых источников [63].

В рамках стимулирования использования биодизеля в 2004 г. была запущена Национальная программа производства и использования биодизеля (PNPB) [65]. Стратегия PNPB заключается в том, чтобы сделать возможным производство и использование биодизеля в стране, уделяя особое внимание конкурентоспособности, качеству производимого биотоплива, гарантии безопасности его поставок, диверсификации сырья, социальной интеграции семейных фермерских хозяйств. и в укреплении регионального потенциала по производству сырья [66].

RenovaBio — это новая национальная политика в области биотоплива, установленная Законом 13,576/2017 [67], целью которой является расширение производства биотоплива в Бразилии на основе предсказуемости, экологической, экономической и социальной устойчивости и совместимо с ростом магазин. Основываясь на этом расширении, цель состоит в том, чтобы биотопливо внесло важный вклад в сокращение выбросов парниковых газов в стране. Программа будет добиваться своей эффективности на основе четырех стратегических направлений: обсуждение роли биотоплива в энергетической матрице; развитие на основе экологической, экономической и финансовой устойчивости; правила маркетинга и внимание к новым видам биотоплива [68].

Что касается ТКО и их предназначения для биоэнергетического сектора, то в 2020 году объединение четырех важных отраслевых предприятий – ABCP (портландцемент), Abetre (очистка отходов и сточных вод), Abiogás (производство и использование биогаза) и Abrelpe (общественное очистка) – запустил FBRER (Бразильский фронт по восстановлению энергии отходов), целью которого является увеличение извлечения энергии из отходов, вывозимых на свалки. Подписание Соглашения о сотрудничестве в области энергетического восстановления отходов было подписано субъектами и Министерством окружающей среды федерального правительства [69]. ].

Соглашение о сотрудничестве будет направлено на координацию усилий по устранению нормативных барьеров, препятствующих более интенсивному использованию отходов. Кроме того, он намерен реализовать проекты по утилизации твердых отходов и содействовать их интеграции в рынок чистой и возобновляемой энергии [69].

3.1.5 Ограничения для внедрения пиролиза и газификации биомассы в Бразилии

В Бразилии одна из проблем, с которыми сталкиваются проекты газификации биомассы, заключается в том, что установки строятся и эксплуатируются в удалось показать жизнеспособность в больших масштабах. Отсутствие действующих газификационных установок приводит к ненадежности бизнеса, что отталкивает инвесторов.

Другим наблюдаемым фактором является сравнение технологий, используемых для сокращения ТБО. Что касается газификации, пиролиза и сжигания, замечено, что для процесса газификации твердые отходы обычно должны иметь влажность ниже 30%, среднюю гранулометрию 50 мм и среднюю теплотворную способность 3500 ккал/кг [70], твердые отходы должны быть подготовлены как топливо, полученное из бытовых отходов. Такая переработка отходов с целью превращения их в хорошее топливо требует увеличения себестоимости производства.

Аналогичным образом, в процессе пиролиза отходы также необходимо предварительно обрабатывать. Эта предварительная обработка увеличивает затраты на электростанцию ​​по переработке ТБО. В процессе пиролиза образуются газы, масла и твердые отходы (металлы, оксиды и инертные материалы), которые должны быть высокого качества, чтобы определить рынки сбыта для их поглощения. Учитывая эти характеристики процесса газификации и пиролиза, проекты повторного использования энергии для твердых отходов заканчиваются использованием технологии сжигания.

Перед Бразилией стоит ряд проблем, связанных с достижением высокого уровня устойчивого управления ТКО как отходами для получения энергии с помощью технологий газификации или пиролиза. Самый большой из них связан с продажей энергии, которая будет вырабатываться заводами, использующими ТБО, так как это самый большой доход этого предприятия, так как этот рынок еще не урегулирован.

3.2 Мексика

В отличие от Бразилии, около 88,70 % производства энергии в Мексике приходится на ископаемое топливо, 3,17 % на древесный уголь, 1,16 % на ядерную энергию и 6,97 % на возобновляемые источники (3,79 % на биомассу, 1,62 % на геотермальную энергию, на гидроэнергетику 1,42 %, на солнечная и ветровая 0,14%). Что касается вклада энергии в производство электроэнергии, 78% приходится на ископаемое топливо, 2,8% на атомную энергию, 9,30% на биомассу, 3,70% на гидроэнергетику и 6% на другие виды топлива. Как можно сделать вывод, производство энергии в Мексике в основном зависит от ископаемого топлива [71]. Таким образом, потенциал других ресурсов, таких как биомасса, не используется, что препятствует укреплению сельскохозяйственного сектора и сокращению выбросов парниковых газов.

Мексика занимает 3-е место в Латинской Америке и Карибском бассейне по площади пахотных земель после Бразилии и Аргентины. Посевная площадь в 2007 году составила 21,7 млн ​​га, произведено 270 млн тонн. Остатки этих культур в настоящее время используются для кормления животных и подстилки, мульчи и сжигания для производства энергии и компоста. Фактически, в 2012 году установленная мощность биоэнергетики составила 645 МВт, из которых 598 МВт приходится на жмых, а остальное на биогаз. Однако в 2019 году зарегистрировано, что Мексика увеличила свои мощности по производству багассы до 79 тонн.1 МВт, что означает увеличение на 32 % или увеличение на 4,28 % в год [71]. Хотя производство энергии из биомассы увеличилось, потенциал не используется в полной мере. В следующем разделе представлены данные о наличии биомассы в Мексике.

3.2.1 Лесные отходы

Мексика имеет 138 миллионов гектаров леса, что соответствует 70% территории страны. Леса и джунгли составляют важную часть этих земель и занимают 64,9 млн га, из которых, по оценкам, 15 млн га пригодны для коммерческого использования. Доступная лесная биомасса распределена в разных районах страны. Однако наибольший потенциал находится в горных хребтах России и полуострова Юкатан [72].

Лесная биомасса обеспечивает 8% потребности в первичной энергии, она используется для производства дров в жилых домах и на малых предприятиях. Однако его можно рассматривать как альтернативный источник возобновляемой энергии, дающий множество преимуществ [72].

Лесохозяйственная деятельность, добыча и индустриализация ежегодно генерируют значительное количество остаточной лесной биомассы. Были проведены некоторые исследования по использованию лесных отходов в производстве биоэнергии, и результаты показывают, что Мексика производит около 703 323,6 (1 774,994,0 м ³ р, кубометров неокоренного круглого леса) тонн сухой базовой биомассы, получаемой из порубочных остатков преимущественно сосны и дуба. [72].

По производству лесной биомассы 598 858,1 тн приходится на сосну и 104 465,5 тн на дуб. С точки зрения энергии, эта лесная биомасса представляет собой возобновляемый энергетический ресурс в размере 12 827,8 ТДж, из которых 11 425,4 ТДж приходится на сосну и 1402,4 ТДж на дуб. [72]. В Мексике определены основные лесные бассейны снабжения промышленности (рис. 7), где сосредоточено значительное количество отходов лесопиления, которые можно использовать в качестве сырья для интегрированных систем производства энергии (тепловой и электрической) [72]. Факт включения лесных отходов в производство энергии дает местным лесным компаниям, эхидо и общинам возможность получать доход от лесной биомассы, которая в настоящее время используется в качестве отходов или имеет минимальную экономическую рекуперацию.

Рисунок 7.

Основной промышленный лесной бассейн в Мексике адаптировано из [72].

3.2.2 Сельскохозяйственные отходы

В нескольких исследованиях был указан и оценен потенциал производства энергии из биомассы в Мексике с учетом трех основных категорий: древесные и лесохозяйственные отходы, сельскохозяйственные и сельскохозяйственные отходы и ТБО [72]. Некоторые оценки колеблются от 3035 до 4550 ПДж/год, где доля древесных отходов составляет 27–54%, растительных и сельскохозяйственных отходов 26 и 0,6% от ТБО. Другие более консервативные оценки говорят о 626 ПДж/год и 2228 ПДж/год.

В таблице 14 показаны основные сельскохозяйственные отходы, производимые в Мексике, с учетом индекса остатков (RI) каждой культуры. Первичные остатки кукурузы составляют 44% от основных растительных остатков, производимых в Мексике. При этом первичный остаток сорго составляет 31%. В качестве отходов лесного хозяйства использование сельскохозяйственных отходов дает возможность аграрным сообществам и отраслям получать доход за счет повышения ценности отходов.

Остатки Энергетический потенциал (ПДж/год)	Остатки	Остаточный индекс	Производство (тыс. (ПДж/год)	Остаток	Остаток Индекс	Recovery Factor	Production (kt/yr)	Available Material * (kt/yr)	HHV (MJ/kg)	Energy Potential (PJ/yr)
Sugarcane	53,834.44	7.10	124.19	Tops & leaves	0.14	7536.82	3014.73	17.31	52.18	Bagasse	0.14	0.50	7536.82	3768.41	19.11	72.01
Maize	23,740.53	12. 97	278.92	Stover	1.41	33,474.15	13,389.66	17.18	230.03	Cob	0.15	0.80	3561.08	2848.86	17.16	48.89
Sorghum	6127.56	17.85	174.93	Straw/stalk	3.90	23,897.48	9558.99	18.30	174.93	—	—	—	—	—	—
Wheat	3622. 61	9.64	45.45	—	1.62	5868.63	2347.45	19.36	45.45	—	—	—	—	—	—
Coffee	1186.38	—	2.04	—	—	—	—	—	—	Pulp	0.10	0.90	118.64	106.77	19.10	2.04
Coffee	1186. 38	—	0.84	—	—	—	—	—	—	Hull	0.04	0.90	47.46	42.71	19.59	0.84
Beans	1079.82	17.62	7.12	—	0.88	950.24	380.10	18.74	7.12	—	—	—	—	—	—
Barley	776. 21	25.44	10.70	—	1.75	1358.37	543.35	18.45	10.02	Husk	0.10	0.50	77.62	38.81	17.50	0.68
Cotton	631.66	23.37	5.66	—	1.28	808.52	323.41	17.50	5.66	—	—	—	—	—	—
Soybean	268. 04	49.09	3.01	—	1.60	428.86	171.55	17.52	3.01	—	—	—	—	—	—
Rice	233.53	14.43	2.67	—	1.61	375.98	150.39	15.37	2.31	Husk	0.20	0.50	46.71	23.35	15.36	0.36
Chickpea	159. 22	32.86	1.96	—	1.70	270.67	108.27	18.10	1,96	–	–	–	–	–	–
–
42.24	2.11	—	2.28	274.88	109.95	19.23	2.11	—	—	—	—	—	—
Oat	96. 73	29.36	1.70	—	2.52	243.76	97.50	17.48	1.70	—	—	—	—	—	—
Groundnut	92.91	12.39	1.92	—	2.12	196.97	78.79	19.01	1.50	Shells	0.30	0.80	27.87	22.30	18.73	0.42
Sesame	45. 10	21.29	1.20	—	3.80	171.38	68.55	17.47	1.20	—	—	—	—	—	—
Fava bean	27.72	30.69	0.26	—	1.43	39.64	15.86	16.31	0.26	—	—	—	—	—	—
Tobacco	12. 97	25.64	0.48	—	5.00	64.85	25.94	18.52	0.48	—	—	—	—	—	—
Lentil	6.18	46.71	0.09	—	2.10	12.98	5.19	17.08	0.09	—	—	—	—	—	—
Sunflower	7. 83	6.68	0.16	—	3.00	23.49	9.40	17.50	0.16	—	—	—	—	—	—
Agave (tequila)	1369.95	23.52	3.98	Leaves	0.20	273.99	109.60	17.50	1.92	Bagasse	0.12	0.80	164.39	131.52	16.35	2. 15
Agave (mescal)	279.59	26.71	0.88	Leaves	0.20	55.92	22.37	18.84	0.42	Bagasse	0.12	0.80	33.55	26.84	16.09	0.43
Total	94,905.9		670.34						542.53							127.81

Table 14.

Agricultural Residues in Mexico [73].

* Коэффициент восстановления 0,4.

3.2.3 Остатки твердых бытовых отходов

В Мексике ежедневно образуется 102 895,00 тонн отходов, из которых 83,93% собирается и 78,54% утилизируется на полигонах или открытых свалках, перерабатывая только 9,63% образующихся отходов. Это приводит к экономическим потерям из-за отклонения материалов, которые могут быть возвращены в производственную систему, снижая спрос и эксплуатацию новых ресурсов, в отличие от таких стран, как Швейцария, Нидерланды, Германия, Бельгия, Швеция, Австрия и Дания, где окончательная утилизация отходов составляет менее 5% на санитарных полигонах [74].

Статья 10 Общего закона Мексики о предотвращении и комплексном управлении отходами (LGPGIR) устанавливает, что муниципалитеты контролируют комплексное управление ТКО, которое включает сбор, передачу, обработку и окончательное удаление [75].

Муниципалитеты сталкиваются с проблемами, которые выходят за рамки их технических и финансовых возможностей из-за нехватки обученного персонала для получения или выделения финансовых ресурсов, обеспечивающих уверенность в инвестициях частного сектора. Эта ситуация может быть связана с коротким временем муниципальных администраций, что приводит к нарушению кривой обучения и, следовательно, к отсутствию преемственности в действиях и проектах, гарантирующих комплексное управление твердыми городскими отходами [74]. Как бы то ни было, реальность такова, что ТБО стали большой проблемой в Мексике, особенно в таких крупных городах, как Мехико.

В Мексике имеется 2203 площадки (свалки или свалки под открытым небом) для окончательного захоронения ТБО. На рис. 8 показан средний состав ТБО в Мексике.

Рис. 8.

Состав ТКО Мексики, 2017 г., адаптировано из [76].

Пищевые и садовые отходы и одноразовые подгузники составляют 48,98% от общего количества ТБО в Мексике. В то время как другие фракции ТБО, такие как бумага, картон, тряпки и пластик, составляют около 25% от общего количества ТБО в Мексике. Эти фракции можно использовать для производства топлива из отходов, которое можно использовать в качестве сырья для процессов газификации или пиролиза, генерируя векторы энергии и добавляя ценность материалам, у которых нет иной цели, кроме утилизации.

3.2.4 Политика Мексики в отношении биоэнергетического сектора

Закон о содействии и развитии биоэнергетики, опубликованный в 2008 г., направлен на продвижение и развитие биоэнергетики, чтобы способствовать диверсификации энергетики и устойчивому развитию как условиям, позволяющим гарантировать развитие сельскохозяйственного сектора. сектор [77].

Еще одним законом, касающимся сектора биоэнергетики, является Общий закон Мексики об изменении климата, опубликованный в 2012 г. и измененный в 2018 г., который устанавливает права и обязанности правительств штатов в отношении смягчения последствий изменения климата и адаптации к ним. С тех пор правительства штатов добились прогресса в разработке конкретных инструментов политики, предусмотренных как в Законе, так и в Национальной стратегии по изменению климата. Однако на национальном уровне мало ясности в отношении текущего уровня прогресса в этих государственных усилиях. В этом смысле были установлены семнадцать инструментов политики (законы, постановления, планы, программы и др. ) 32 штатов Мексики [78]. Четыре из них связаны с обращением с ТБО, которые представляют собой потенциальную биомассу для производства биоэнергии.

3.2.5 Ограничения для реализации пиролиза и газификации биомассы в Мексике

Несмотря на то, что Мексика обладает высоким потенциалом развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ), используется лишь небольшое количество этой энергии. Это может быть связано со следующими причинами:

• Отсутствие энергетического плана, в котором оценивается осуществимость ВИЭ в краткосрочной перспективе.

• Потребляйте самый дешевый источник энергии, обычно ископаемое топливо, а не устойчивые и экологически чистые ресурсы. Эта ситуация препятствует развитию ВИЭ.

• Сложные цепочки поставок и уязвимость к входу ископаемого углерода, в основном связанному с транспортировкой сырья.

• Более высокие затраты на борьбу с выбросами CO2 по сравнению с действиями в других секторах. Для жидкого биотоплива оценочная стоимость колеблется от 7 до 12 долларов США/т CO2-экв. , тогда как для биогаза и модернизированных очистных сооружений стоимость составляет около 60 долларов США/тCO2-экв.

Будь то отходы лесного хозяйства или твердые бытовые отходы, в Мексике существует большой потенциал для производства источников энергии. Однако социально-политические факторы задержали их использование. Чтобы преодолеть такие ограничения, жизненно важно иметь национальный план по возобновляемым источникам энергии в Мексике путем явного установления участия ВИЭ с учетом финансовых схем, которые помогают мелким производителям возобновляемых источников энергии, как это было установлено в законе о поощрении и развитии биоэнергетики, опубликованном в 2008 году. Другим заслуживающим внимания моментом является укладка на поддоны отходов агролесоводства или ТКО для производства топливных гранул, также известных как RDF, которые являются более однородным топливом, чем ТБО, по размеру частиц и теплотворной способности, и его легко транспортировать.

Другим важным фактором является заранее знать состав и выход продуктов каждой технологии, учитывая доступное сырье в каждой стране. К сожалению, для получения экспериментальных данных потребуются крупные инвестиции. Знание этой информации может помочь лицам, принимающим решения, решить, какие остатки агролесоводства являются приоритетными, какой тип технологии использовать и какие продукты использовать. К счастью, математические модели этих технологий могут помочь с уверенностью предсказать эту информацию. В следующей главе описывается математическая модель, используемая для газификации древесных отходов, важных отходов в Бразилии и Мексике.

Реклама

4. Экспериментальный и численный анализ

Математические модели сокращают усилия, инвестиции и время, способствуя лучшему пониманию физических и химических механизмов погружения в сложные технологии, такие как пиролиз и газификация [79]. Подходы к моделированию могут быть настолько сложными, насколько позволяет доступное программное обеспечение. Однако этот подход также может быть простым, эффективным и с высокой степенью достоверности. Например, модели равновесия надежны и несложны [79].]. Тем не менее, они не касаются таких важных параметров, как гидродинамика, процесс переноса или кинетика реакции. В отличие от кинетических моделей, рассматривающих кинетику реакций, они намного точнее, но требуют больших вычислительных ресурсов [80].

К счастью, рост вычислительной мощности ведет к созданию лучшего программного обеспечения, которое постепенно заменяет эмпирические или полуэмпирические модели вычислительной гидродинамики. Эти модели могут предоставить соответствующую информацию о том, что происходит внутри реактора, что может привести к лучшему пониманию технологии, а также к ее улучшениям. Однако их чрезвычайная сложность означает, что эти модели все еще находятся в стадии разработки [81, 82].

Процессы газификации и пиролиза включают несколько фаз, что делает их очень сложными. На рис. 9 подведены итоги валидации модели, примененной к двум реакторам с псевдоожиженным слоем мощностью 250 кВт и другим реактором мощностью 75 кВт, оба из которых эксплуатируются нашей исследовательской группой. Относительное отклонение между экспериментальным и числовым составом синтез-газа, полученного в газификаторе мощностью 250 кВт с использованием лесных отходов и кофейной шелухи, показано на рисунке 9а.

Рисунок 9.

(a) Относительное отклонение между экспериментальным и числовым составом синтез-газа, полученным в газификаторе мощностью 250 кВт/ч с использованием лесных отходов и кофейной шелухи (b) Экспериментальные и числовые кривые псевдоожижения, полученные на высоте 8 и 18 см от газогенератора мощностью 75 кВт/ч. реакторы (в) Модель газового состава древесины (адаптировано из [83, 84]).

На рисунке 9b показано отклонение между экспериментальными и расчетными кривыми псевдоожижения, полученными при двух разных высотах слоя (8 и 18 см) в реакторах мощностью 75 кВт. В целом, числовые кривые успешно предсказывали наклон экспериментальной кривой с приемлемой точностью. Более широкие отклонения возникали при самых низких скоростях. Это связано с движением твердого тела до того, как произошло псевдоожижение. Это также может быть связано с неэффективностью математической модели, поскольку она учитывает низкую энтропию.

Математическая модель эффективно прогнозировала тренды полученных экспериментальных данных с приемлемой точностью как для оборудования в различных точках проверки, так и для условий эксперимента. Стоит признать, что эта модель уже была тщательно проверена и подвергалась постоянным усовершенствованиям с учетом различных субстратов биомассы и неоднородности ТБО при различных рабочих условиях, газифицирующих агентах и ​​масштабах реактора. В этом примере газовый состав газификации древесины может содержать большое количество горючих газов, а именно h3, CO, Ch5 и CO2 (см. рис. 9).в), которые можно использовать для производства энергии или тепла в Бразилии и Мексике.

Реклама

5. Осуществимость

Как было сказано в разделе 2, газификация и пиролиз уже идут полным ходом, в основном в развитых странах [85]. Однако маломасштабные энергетические системы оказались более выгодными и экономичными для установки в определенных регионах, поскольку эта модель предлагает мобильность и простоту [86].

Эти модели могут обеспечивать электроэнергией децентрализованные районы или сельские домохозяйства, особенно в развивающихся странах, таких как Бразилия и Мексика, предлагая альтернативные решения в области электроснабжения для сообществ, где подключение к центральной сети экономически невыгодно. Кроме того, смешивание остатков биомассы с другими отходами, такими как ТКО (включая RDF), считается разумной стратегией снижения затрат на разведку, повышения эффективности производства растений и предотвращения чрезмерного использования биомассы и последующего нарушения равновесия экосистем [87]. Фактически, маломасштабные системы газификации биомассы стали привлекательными для автономных функций из-за их экономической эффективности и высокого коэффициента загрузки станции.

Системы на основе биомассы являются важным преимуществом, особенно в сельской местности, поскольку сельскохозяйственные и древесные отходы легко доступны. Кроме того, разведка биомассы протягивает руку помощи в снижении опасности лесных пожаров, способствуя сбору лесной биомассы и очистке заросших территорий [88]. Эти агрегаты уже доказали свою пригодность для выработки электроэнергии в малых городах и уже широко используются для решения задач электрификации сельской местности. На самом деле малые города нуждаются в низком спросе на электрическую нагрузку. Таким образом, системы газификации биомассы более конкурентоспособны по стоимости, чем фотоэлектрические солнечные батареи или даже электрификация от сети для сельских районов, которые не подключены к сети [89].].

Эти факторы могут указывать на возможность производства энергии из биомассы в Бразилии и Мексике из-за их большого количества биомассы и регионов, не подключенных к сети. Кроме того, бывшие в употреблении небольшие станции могут стать шагом к крупносерийному производству с использованием, например, ТБО, что стало большой проблемой в крупных городах, таких как Бразилиа и Мехико.

Осуществимость финансовых показателей решается путем измерения их гибкости и оценки реакции проекта на стрессовые сценарии, назначая либо благоприятную, либо неблагоприятную эволюцию нескольких переменных одновременно, где одни переменные могут быть более неопределенными, чем другие. Вот некоторые из переменных, которые могут повлиять на осуществимость проекта газификации или пиролиза: (1) первоначальные инвестиции, (2) возврат инвестиций, (3) будущие затраты и выгоды, (4) цена продажи электроэнергии (5) электроэнергия. производство, (6) стоимость биомассы, (7) государственная политика и т. д. Короче говоря, анализ чувствительности позволяет оценить риск проекта путем моделирования нескольких сценариев и прогнозирования их результатов, оценки принятия решений в условиях неопределенности [9].0]. Группа Всемирного банка выпустила набор типичных ключевых финансовых ориентиров для успеха в энергетических проектах, связанных с биомассой, принимая во внимание некоторые финансовые показатели, а именно: чистая приведенная стоимость (NPV) должна быть положительной, международная норма прибыли (IRR) выше 10%. и сроком окупаемости (PBP) менее 10 лет [91]. Некоторые из этих финансовых показателей могут дать представление об ориентирах биомассы для энергетического сектора. Однако эти финансовые показатели или модели могут не охватывать все факторы, которые могут повлиять на успех проекта. Некоторыми из этих факторов являются политика определенной страны и ограничения, связанные с конкретным проектом. Тем не менее, бенчмарки позволяют стандартизировать процесс принятия решений, укрепляя доверие инвесторов, менее склонных к риску.

Реклама

6. Выводы

Страны Латинской Америки имеют один из самых высоких показателей урбанизации в мире. Среди различных проблем, вызванных крупной урбанизацией, выделяются те, которые касаются мобильности, безопасности, здоровья, благополучия, санитарии и адекватного обращения с ТКО. Важно подчеркнуть, что завод по регенерации отработанной энергии (WTE) — это не просто предприятие по производству энергии, а, по сути, санитарно-гигиенический агент, энергия которого является ценным побочным продуктом. Этот контекст важен, чтобы продемонстрировать властям характер и важность установок WTE, особенно с точки зрения затрат и выгод, по сравнению с другими источниками выработки электроэнергии. Биомасса и ТКО потенциально могут стать основным источником в секторе первичной энергетики Латинской Америки, как показано в Разделе 3, с обзором наличия биомассы и ТБО в Бразилии и Мексике.

Внедрение газификации и пиролиза в этих странах может дать преимущества с точки зрения сокращения использования ископаемого топлива, сокращения выбросов парниковых газов за счет предотвращения добычи первичных ископаемых видов топлива и обеспечения диверсификации доходов фермеров. Тем не менее, крупномасштабная интеграция этих энергетических векторов должна перейти к предыдущему этапу, который представляет собой децентрализованные газификационные и пиролизные установки, как было проанализировано в разделе технико-экономического обоснования. Это связано с тем, что многие сельские районы еще не подключены к сети, кроме того, логистика биомассы в сельской местности сложна и требует дополнительных затрат.

Впереди еще долгий путь. Тем не менее, главная неотложность связана с реальной политической интеграцией, которая обеспечивает полное сближение различных участников биоэнергетического сектора. Таким образом, катализировать экономические и экологические преимущества, которые могут обеспечить пиролиз и газификация биомассы.

Реклама

Благодарности

Авторы также хотели бы выразить благодарность Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) за грант SFRH/BD/146155/2019 и проекты IF/01772/2014, FCT/ НАКИДКИ 2018/2019, ДМАИК-АГРОГАЗ: 02/SAICT/2018. Эта работа также является результатом проекта «Apoio à Contratação de Recursos Humanos Altamente Qualificados» (Norte-06-3559-FSE-000045), поддерживаемого Региональной оперативной программой Северной Португалии (NORTE 2020) в рамках Соглашения о партнерстве PORTUGAL 2020.

Реклама

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, описанную в этой главе.

Реклама

Номенклатура

BR

Бразилия

Мексика

Venezuela

Colombia

Argentina

ECUAD

. Боливия

Центральная Америка

Латинская Америка

Европейский Союз

Мир

Швеция

Финляндия

Канада

Netherlands

The United States

Ireland

Germany

Switzerland

India

Latin America

Coal handling plant

European Union

greenhouse gas

municipal solid отходы

топливо из отходов

Возобновляемые источники энергии

эффективность холодного газа

низшая теплота сгорания подаваемого потока

LHV газа

LHV компонента «i»

LHV жидкости

LHV твердого вещества

масса исходного сырья

масса газа

масса жидкости 9000 msolid

масса твердого вещества

массовая доля компонента «i» в газе

массовая доля компонента «i» в жидкости

массовая доля компонента «i» в твердом веществе

газ выход

Эффективность газа

Liquid Liking

SOLID LIGRY

Объем газа

Ссылки

1. 1. Irena, «План de Acción Regional: Acelerando el Despliegue deergíable inemable ine -ineriababibabable Доступ: 08 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Regional-Group/Latin-America-and-the-Caribbean/IRENA_LatAm_plan_de_accion_2019_ES.PDF?la=en&hash=5DE35BAFD5941A43F110B7E6F0B88B5B5FC26C5D.
2. 2. IRENA, Статистика возобновляемых источников энергии, 2020 г. 2020 г.
3. 3. OurWorldinData, «Доля производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии, 2019 г.», 2020 г. 19, 2020).
4. 4. EPE, «Plano Decenal de Expansão de Energia 2026», 2020. Энергия-2026 (по состоянию на 19 декабря 2020 г.).
5. 5. Т. Лю, Л. Дж. Микли, С. Сингх, М. Джайн, Р. С. ДеФрис и М. Э. Марлье, «Практика сжигания пожнивных остатков в северной Индии, полученная на основе данных обследования домашних хозяйств: устранение пробелов в спутниковых наблюдениях», Атмос. Окружающая среда. Х, том. 8, с. 100091 декабря 2020 г., doi: 10.1016/j.aeaoa.2020.100091.
6. 6. Ю. Х. Чан и др., “Обзор технологий термохимической конверсии биомассы в Малайзии”, Sci. Всего Окружающая среда., vol. 680, стр. 105–123, август 2019 г., doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.04.211.
7. 7. В.Ю. Чен, Т. Судзуки и М. Лакнер, Справочник по смягчению последствий изменения климата и адаптации, второе издание, том. 1–4. Springer International Publishing, 2016.
8. . 8. Бриджуотер А.В. Катализ в термической конверсии биомассы. Катал. А, Генерал, том. 116, нет. 1–2, стр. 5–47, 19 сентября.94, doi: 10.1016/0926-860X(94)80278-5.
9. 9. И. Ю. Мохаммед, Ю. А. Абакр и Р. Мокая, «Интегрированная термохимическая конверсия биомассы для производства экологически чистой энергии: разработка процесса и экономический анализ», J. Environ. хим. англ., вып. 7, нет. 3 июня 2019 г., doi: 10.1016/j.jece.2019. 103093.
10. 10. Х. Чен, «Разработка продуктов биопереработки лигноцеллюлозы», в книге «Инженерия биопереработки лигноцеллюлозы», Elsevier, 2015, стр. 125–165.
11. 11. Green Fuel Nordic Oy, «Продукты», 2020 г. https://www.greenfuelnordic.fi/en/products (по состоянию на 13 декабря 2020 г.).
12. 12. Green Fuel Nordic Oy, «Наши производственные технологии», 2020 г. https://www.greenfuelnordic.fi/en/articles/our-production-technologies (по состоянию на 13 декабря 2020 г.).
13. 13. IRENA, VTT и MEAE, Биоэнергия финских лесов. 2018.
14. 14. btgbioliquids, «Pyrocell — BTG Bioliquids», 2020. https://www.btg-bioliquids.com/plant/pyrocell-gavle-sweden/ (по состоянию на 7 декабря 2020 г.).
15. 15. Green Fuel Nordic Oy, «Green Fuel Nordic Oy», 2020 г. https://greenfuelnordic.fi/en/company (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
16. 16. Green Fuel Nordic Oy, «НПЗ Лиекса начинает поставки биотоплива клиентам», 4 декабря 2020 г. https://greenfuelnordic.fi/en/articles/lieksa-refinery-begins-bio-oil-deliveries -клиенты (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
17. 17. ENSYN, «CÔTE NORD — Port-Cartier, Quebec — Biocrude Expansion», 2020. http://www.ensyn.com/quebec.html (по состоянию на 7 декабря 2020 г.).
18. 18. Twence, «BTG-BTL передает Empyro Twence», декабрь 2018 г. https://www.twence.nl/en/twence/news/2018/BTG-BTL-hands-over-Empyro-to -Twence.html (по состоянию на 7 декабря 2020 г.).
19. 19. ENSYN, «Проект Джорджия», 2020 г. http://www.ensyn.com/georgia.html (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
20. 20. Д. Мейер, К. Юстерброк и Б. Гэннон, «Абляционный быстрый пиролиз биомассы: новый демонстрационный проект в Калифорнии, США», Pyroliq 2019 Pyrolysis Liq. Отходы биомассы, июнь 2019 г., дата обращения: 7 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://dc.engconfintl.org/pyroliq_2019/32.
21. 21. ENSYN, «Лицензированное производство — Ensyn — Возобновляемое топливо и химические вещества из непищевой биомассы», 2020 г. http://www.ensyn.com/licensed-production.html (по состоянию на 7 декабря 2020 г.).
22. 22. KIT, «bioliq – Flash Pyrolysis», 2018 г. https://www.bioliq.de/english/64.php (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
23. 23. С. Виджейекун, К. Торр, Х. Коркран и П. Беннетт, «Коммерческий статус технологий прямого термохимического сжижения», август 2020 г.
24. 24. VALMET, «Бионефть», 2015 г. https ://www.valmet.com/more-industries/bio/bio-oil/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
25. 25. ENSYN, «Проект Аракрус», 2020 г. http://www.ensyn.com/brazil.html (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
26. 26. W. Cai и R. Liu, «Производительность промышленной установки быстрого пиролиза биомассы для производства бионефти», Fuel, vol. 182, стр. 677–686, октябрь 2016 г., doi: 10.1016/j.fuel.2016.06.030.
27. 27. MASH Energy, «Превращение неиспользуемых ресурсов в ценность». https://www.mash-energy.com/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
28. 28. Fortum, «Fortum завершает продажу своего предприятия централизованного теплоснабжения в Йоэнсуу, Финляндия», 10 января 2020 г. https://www.fortum.com/media/2020/01/fortum-concludes-sale- its-district-heating-business-joensuu-finland (по состоянию на 21 декабря 2020 г.).
29. 29. Ф. Гао, «Пиролиз отходов пластмасс в топливо», Кентерберийский университет, 2010 г.
30. 30. VALMET, «Газификатор Valmet для биомассы и отходов», 2020 г. https://www.valmet.com/ производство энергии/газификация/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
31. 31. VALMET, «Конверсия топлива для энергетических котлов: Vaskiluodon Voima Oy, Вааса, Финляндия», 2012 г. https://www.valmet. com/media/articles/all-articles/fuel-conversion-for-power- котлы-васкилуодон-воима-ой-вааса-финляндия/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
32. 32. Thyssenkrupp, «Газификация Uhde с уносом потока», 2020 г. По состоянию на 14 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://ucpcdn.thyssenkrupp.com/_binary/UCPthyssenkruppBAIS/en/products-and-services/chemical-plants-and-processes/gasification/link-TK_20_0770_uhde_Gasification_Broschuere_SCREEN.pdf.
33. 33. «Outotec Advanced Staged Gasifier», 2020 г. https://www.outotec.com/products-and-services/technologies/energy-production/advanced-staged-gasifier/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
34. 34. Черемисинов Н.П., Хаддадин М.Б. Операции по переработке и источники загрязнения // Beyond Compliance, Elsevier, 2006, стр. 1–77.
35. 35. К. Марсико, «Коммерчески проверенные технологии газификации PRENFLO ® и HTW TM ThyssenKrupp Uhde», 2013 г. Доступ: 7 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: http://ibi-wachstumskern.de/tl/tl_files/PDF/symposium-2013/Marsico.pdf.
36. 36. Sumitomo Heavy Industries, «Газификаторы биомассы», 2020 г. https://www.shi-fw.com/clean-energy-solutions/biomass-gasifiers/ (по состоянию на 7 декабря 2020 г.).
37. 37. L. Sumitomo Heavy Industries, «NSE Biofuels Oy Ltd.» https://www.shi-fw.com/all_projects/nse-biofuels-oy-ltd/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
38. 38. Э. Куркела, «Обзор финских технологий газификации биомассы», 2002 г. https://www.researchgate.net/publication/30482338_Review_of_Finnish_biomass_gasification_technologies (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
39. 39. Sumitomo, «Высокоэффективные решения по газификации. Сила решений в области устойчивой энергетики».
40. 40. М. Добрин, «Производство биотоплива с использованием технологий газификации тиссенкрупп», 2016 г. Доступ: 07 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://missionenergy.org/Gasification2016/presentation/thyssenkrupp.pdf.
41. 41. VALMET, «Высочайшая электрическая эффективность из отходов: Lahti Energia, Лахти, Финляндия», 2012 г. https://www.valmet.com/media/articles/all-articles/highest-electrical-efficiency-from-waste- lahti-energia-lahti-finland/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
42. 42. RENUGAS, «RENUGAS», 1993. https://www.gti.energy/renugas/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
43. 43. VALMET, «Завод по газификации, поставленный Valmet, открыт на заводе GoBiGas компании Göteborg Energi в Швеции», 2014 г. https://www.valmet.com/energyproduction/gasification/valmet-supplied-gasification-plant-inaugurated-at-goteborg -energis-gobigas-in-sweden/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
44. 44. VALMET, «Газификация биомассы исключает использование ископаемого топлива на целлюлозном заводе», 2017 г. мельница/ (по состоянию на 07 декабря 2020 г. ).
45. 45. Taylor Biomass Energy, «Проект Монтгомери», 2019 г. http://www.taylorbiomassenergy.com/taylorbiomass04_mont_mn.html (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
46. 46. E. Voegele, «Проект Taylor Biomass Energy получает одобрение ВИЭ в Нью-Йорке |», 29 января., 2019. http://biomassmagazine.com/articles/15912/taylor-biomass-energy-project-receives-res-approval-in-new-york (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
47. 47. Amec Foster Wheeler, «Amec Foster Wheeler», 2020. https://www.woodplc.com/investors/amec-foster-wheeler (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
48. 48. Amec Foster Wheeler, «Метанизация VESTA», 2020 г. https://www.woodplc.com/capabilities/consulting/technology-and-process-equipment/vesta-methanation (по состоянию на 07 декабря 2020 г.).
49. 49. Васкилуодон Войма, «Пионер заводов по производству биотоплива, производитель комбинированного производства тепла и электроэнергии», 2020.
50. 50. VALMET, «Эффективное превращение отходов в энергию», 2020 г. https://valmetsites.secure.force.com/solutionfinderweb/FilePreview?id=060001COcNAAW (по состоянию на 14 декабря 2020 г.).
51. 51. Дж. Фукс, Дж. К. Шмид, С. Мюллер, А. М. Мауэрхофер, Ф. Бенедикт и Х. Хофбауэр, «Влияние температуры газификации на характеристики процесса сорбционного реформинга биомассы», Конверсия биомассы. Биоперерабатывающий завод, вып. 10, нет. 4, стр. 925–936, декабрь 2020 г., doi: 10.1007/s13399-019-00439-9.
52. 52. П. Понангронг и А. Чинсуван, «Исследование производительности реактора газификации с горизонтальной мешалкой», в Energy Procedia, январь 2019 г., том. 157, стр. 683–690, doi: 10.1016/j.egypro.2018.11.234.
53. 53. EPE и Ministryio de Minas e Energia, «Balanço Energético Nacional», 2020. По состоянию на 5 января 2021 г. [Онлайн]. Доступно: https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-479/topico-528/BEN2020_sp. pdf.
54. 54. Ministério de Minas E Energia, «Resenha Energética Brasileira 2020», май 2020 г. По состоянию на 5 января 2021 г. [Онлайн]. Доступно: www.mme.gov.br/Publica.
55. 55. ФАО, «FAO Country Profiles: Brazil», 2016. http://www.fao.org/countryprofiles/index/en/?iso3=BRA (по состоянию на 05 января 2021 г.).
56. 56. Министерство сельского хозяйства. и Животноводство и продовольственное снабжение., «БРАЗИЛЬСКИЕ ЛЕСА: обзор 2019», 2019 г. По состоянию на 10 января 2021 г. [Онлайн]. Доступно: http://www.florestal.gov.br/documentos/publicacoes/4262-brazilian-forests-at-a-glance-2019/file.
57. 57. Indústria Brasileira de árvores, «Relatório 2019 Indústria Brasileira de árvores», 2019. https://iba.org/datafiles/publicacoes/relatorios/iba-relatorioanual2019.pdf (по состоянию на 10 января 2021 г.).
58. 58. FAOSTAT, «FAOSTAT: Forestry Production and Trade», 2019. http://www. fao.org/faostat/en/#data/FO (по состоянию на 10 января 2021 г.).
59. 59. Revista Globo Rural, «Nasa aponta que Brasil usa 7,6% do seu território com lavoras», 29 декабря 2017 г. https://revistaggloborural.globo.com/Noticias/Agricultura/noticia/2017/12 /nasa-aponta-que-brasil-usa-76-do-seu-territorio-com-lavouras.html (по состоянию на 5 января 2021 г.).
60. 60. Т. Форстер-Карнейро, М. Д. Берни, И. Л. Дорилео и М. А. Ростаньо, «Исследование наличия сельскохозяйственных отходов и отходов для комплексных биоперерабатывающих заводов в Бразилии», Ресурс. Консерв. Рецикл., том. 77, стр. 78–88, август 2013 г., doi: 10.1016/j.resconrec.2013.05.007.
61. 61. S.L. de Moraes, C.P. Massola, E.M. Saccoccio, D.P. da Silva и YBT. Guimarães, «Cenário brasileiro da geração e uso de biomassa adensada», Rev. IPT | Текнол. e Inovação, vol. 1, нет. 2017. Т. 4. С. 58–73.
62. 62. Abrelpe, «Panorama dos Resíduos Solidos no Brasil», 2020. https://abrelpe.org.br/panorama/ (по состоянию на 10 января 2021 г.).
63. 63. R.G. de S.M. Alfaia, AM Costa, and JC Campos, «Твердые бытовые отходы в Бразилии: обзор», Waste Management and Research, vol. 35, нет. 12. SAGE Publications Ltd, стр. 1195–1209, 01 декабря 2017 г., doi: 10.1177/0734242X17735375.
64. 64. Institui a Nacional de Resíduos Solidos, «LEI N ^o 12.305», 02 августа 2010 г. http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305 .htm (по состоянию на 28 января 2021 г.).
65. 65. К. Нуньес Де Кастро, «O Programa Nacional De Produção E Uso Do Biodiesel (Pnpb) E A Produção De Matéria-Prima De Óleo Vegetal No Norte E No Nordeste», 2011 г. Доступ: 28 января 2021 г. [ В сети]. Доступно: https://www.ipea.gov.br/portal/images/stories/PDFs/TDs/td_1613.pdf.
66. 66. Minist’erio da Agricultura Pecuária e Abastecimento., «Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB)», 2020. https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/agricultura- Families/biodiesel/programa-nacional-de-producao-e-uso-do-biodiesel-pnpb (по состоянию на 10 января 2021 г.).
67. 67. Ubrabio, «Política Nacional de Biocombustíveis (RenovaBio) — Lein ^o 13.576/2017», 2017. https://ubrabio.com.br/2017/12/26/lei-no-13-576 -2017/ (по состоянию на 28 января 2021 г.).
68. 68. RenovaBio.org, «RenovaBio.org», 2020. https://www.renovabio.org/ (по состоянию на 10 января 2021 г.).
69. 69. ABCP, «Frente Brasil de Recuperação Energética de Resíduos», 2020. (по состоянию на 10 января 2021 г.).
70. 70. ABEGÁS, «WEG aposta na gaseificação do lixo para geração», 2020. https://www.abegas.org.br/arquivos/74019 (по состоянию на 10 января 2021 г.).
71. 71. Э. Дж. Ф. Даллеманд, Дж. А. Гильберт и Ф. Монфорти, Биоэнергетика и Латинская Америка: многострановая перспектива. 2015.
72. 72. PRONADEN, «Programa Nacional de Dendroenergía», 2018. По состоянию на 17 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/281088/Programa_Nacional_de_Dendroenergia_2016-2018.pdf.
73. 73. J. A. Honorato-Salazar и J. Sadhukhan, «Годовые колебания биомассы сельскохозяйственных культур и остатков лесного хозяйства, а также сезонность растительных остатков для производства энергии в Мексике», Food Bioprod. Процесс., вып. 119, стр. 1–19, январь 2020 г., doi: 10.1016/j.fbp.2019.10.005.
74. 74. SEMARNAT, «Residuos Sólidos Urbanos (RSU)», 2020 г. https://www.gob.mx/semarnat/acciones-y-programas/residuos-solidos-urbanos-rsu (по состоянию на 18 декабря 2020 г.) .
75. 75. SEMARNAT, «Интегральная профилактика остаточных явлений». https://www.gob.mx/semarnat/acciones-y-programas/prevencion-y-gestion-integral-de-los-residuos (по состоянию на 25 января 2021 г. ).
76. 76. DBGIR, «Diagnostico Básico para la Gestión Integral de los Residuos», май 2020 г. Доступ: 26 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/554385/DBGIR-15-mayo-2020.pdf.
77. 77. Camara de diputados Mexico, «Ley de promoción y desarrollo de los bioenergéticos», февраль 2008 г. Доступ: 27 декабря 2020 г. [Онлайн]. Доступно: http://www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/pdf/LPDB.pdf.
78. 78. INECC, «Анализ включения климатических политик в инструменты государственных предприятий | Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático», 2020. https://www.gob.mx/inecc/documentos/analisis-de-la-vinculacion-de-instrumentos-normativos-de-planeacion-y-programaticos-de-temas -estrategicos-con-la-politica-nacional-de-cambi (по состоянию на 27 декабря 2020 г.).
79. 79. Т. К. Патра и П. Н. Шет, «Модели газификации биомассы для газификатора с нисходящим потоком: современный обзор», Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии, том. 50. Elsevier Ltd, стр. 583–593, 30 мая 2015 г., doi: 10.1016/j.rser.2015.05.012.
80. 80. C. Loha, S. Gu, J. De Wilde, P. Mahanta и P. K. Chatterjee, «Достижения в математическом моделировании газификации с псевдоожиженным слоем», Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 40. Elsevier Ltd, стр. 688–715, 2014, doi: 10.1016/j.rser.2014.07.199.
81. 81. Сингх Р. И., Бринк А., Хупа М. Моделирование CFD для изучения горения и газификации в кипящем слое // Прикладная теплотехника. 52, нет. 2. Elsevier Ltd, стр. 585–614, 2013, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2012.12.017.
82. 82. В. Сильва и др., “Многоступенчатая оптимизация в экспериментальной газификационной установки”, Int. J. Водородная энергия, том. 42, нет. 37, стр. 23878–23890, 2017, doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.04.261.
83. 83. В. Б. Р. Э. Сильва и Дж. Кардосо, «Обзор моделирования газификации биомассы: подробный анализ и тематическое исследование», в книге «Вычислительная гидродинамика, применяемая к процессам преобразования отходов в энергию», Elsevier, 2020, стр. 123–149..
84. 84. В. Сильва и др., “Многоступенчатая оптимизация в опытно-промышленной установке газификации”, Int. J. Водородная энергия, том. 42, нет. 37, стр. 23878–23890, сентябрь 2017 г., doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.04.261.
85. 85. П. Баджпай, «Энергетические проекты биомассы во всем мире», в Технологии преобразования биомассы в энергию, Elsevier, 2020, стр. 175–188.
86. 86. Р. Л. Фосгитт, «Маломасштабная газификация биомассы и энергии из отходов для военных и коммерческих приложений ТЭЦ», 2015.
87. 87. Сьюта С., Циамис Д. и Кастальди М.Дж., «Разработки в полевых условиях», Газификация отходов: технологии производства энергии, газа и химикатов из твердых бытовых отходов, биомассы, непереработанных пластиков, шламов и влажных Твердые отходы, Elsevier, 2017, стр. 65–91.
88. 88. J. Cardoso, V. Silva и D. Eusébio, «Технико-экономический анализ электростанции газификации биомассы, работающей со смесями отходов лесного хозяйства для производства электроэнергии в Португалии», J. Clean. Изд., вып. 212, стр. 741–753, март 2019 г., doi: 10.1016/j.jclepro.2018.12.054.
89. 89. С. Махапатра и С. Дасаппа, «Электрификация сельских районов: оптимизация выбора между децентрализованными возобновляемыми источниками энергии и расширением сети», Energy Sustain. Дев., вып. 16, нет. 2, стр. 146–154, июнь 2012 г., doi: 10.1016/j.esd.2012.01.006.
90. 90. Дж. А. Рамирес и Т. Дж. Рейни, «Сравнительный технико-экономический анализ производства биотоплива путем газификации, термического сжижения и пиролиза жмыха сахарного тростника», J. Clean. Изд., вып. 229, стр. 513–527, август 2019 г., doi: 10.1016/j.jclepro.2019.05.017.
91. 91. I.F. Corporation, «Преобразование биомассы в энергию. Руководство для разработчиков и инвесторов», Вашингтон, округ Колумбия, 2017 г. Доступ: 22 апреля 2021 г. [Онлайн]. Доступно: https://openknowledge.worldbank.org/handle/10986/28305.

Секции

Информация об авторе

• 1. Введение
• 2. Крупномасштабный процесс пиролиза и газификации
• 3. Доступность биомассы в Бразилии и Мексике и потенциальный анализ
• 4. Экспериментальный и численный анализ
• 5. Независимость
• 6. Конфликты
• Благодарности
• Конфликт интересов
• Nomenclature

Спинок

Реклама

Подано: 22 ноября 2020 г. Рассмотрено: 13 мая 2021 г. Опубликовано: 8 июня 2021 г.

© 2021 Автор(ы). Лицензиат IntechOpen. Эта глава распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Стандартные технические условия на пиролизное жидкое биотопливо

Лицензионное соглашение ASTM

ВАЖНО – ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ ЭТИ УСЛОВИЯ ПЕРЕД ВХОДОМ В ЭТОТ ПРОДУКТ ASTM.
Приобретая подписку и нажимая на это соглашение, вы вступаете в контракт, и подтверждаете, что прочитали настоящее Лицензионное соглашение, что вы понимаете его и соглашаетесь соблюдать его условия. Если вы не согласны с условиями настоящего Лицензионного соглашения, немедленно покиньте эту страницу, не входя в продукт ASTM.

1. Право собственности:
Этот продукт защищен авторским правом, как компиляции и в виде отдельных стандартов, статей и/или документов («Документы») ASTM («ASTM»), 100 Barr Harbour Drive, West Conshohocken, PA 19. 428-2959 США, если не указано иное прямо указано в тексте отдельных документов. Все права защищены. Ты (Лицензиат) не имеет прав собственности или иных прав на Продукт ASTM или Документы. Это не продажа; все права, право собственности и интерес к продукту или документам ASTM (как в электронном, так и в печатном виде) принадлежат ASTM. Вы не можете удалять или скрывать уведомление об авторских правах или другое уведомление, содержащееся в Продукте или Документах ASTM.

2. Определения.

A. Типы лицензиатов:

(i) Индивидуальный пользователь:
один уникальный компьютер с индивидуальным IP-адресом;

(ii) Одноместный:
одно географическое местоположение или несколько объекты в пределах одного города, входящие в состав единой организационной единицы, управляемой централизованно; например, разные кампусы одного и того же университета в одном городе управляются централизованно.

(iii) Multi-Site:
организация или компания с независимое управление несколькими точками в одном городе; или организация или компания, расположенная более чем в одном городе, штате или стране, с центральным управлением для всех местоположений.

B. Авторизованные пользователи:
любое лицо, подписавшееся к этому Продукту; если Site License также включает зарегистрированных студентов, преподавателей или сотрудников, или сотрудник Лицензиата на Одном или Множественном Сайте.

3. Ограниченная лицензия.
ASTM предоставляет Лицензиату ограниченное, отзывная, неисключительная, непередаваемая лицензия на доступ посредством одного или нескольких авторизованные IP-адреса и в соответствии с условиями настоящего Соглашения использовать разрешенных и описанных ниже, каждого Продукта ASTM, на который Лицензиат подписался.

A. Конкретные лицензии:

(i) Индивидуальный пользователь:

(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;

(b) право скачивать, хранить или распечатывать отдельные копии отдельных Документов или частей таких Документов исключительно для собственного использования Лицензиатом. То есть Лицензиат может получить доступ к электронному файлу Документа (или его части) и загрузить его. Документа) для временного хранения на одном компьютере в целях просмотра и/или печать одной копии документа для личного пользования. Ни электронный файл, ни единственный печатный отпечаток может быть воспроизведен в любом случае. Кроме того, электронный файл не может распространяться где-либо еще по компьютерным сетям или иным образом. Это электронный файл нельзя отправить по электронной почте, загрузить на диск, скопировать на другой жесткий диск или в противном случае разделены. Одна печатная копия может быть распространена среди других только для их внутреннее использование в вашей организации; его нельзя копировать. Индивидуальный загруженный документ иным образом не может быть продана или перепродана, сдана в аренду, сдана в аренду, одолжена или сублицензирована.

(ii) Односайтовые и многосайтовые лицензии:

(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;

(b) право скачивать, хранить или распечатывать отдельные копии отдельных Документов или частей таких Документов для личных целей Авторизованного пользователя. использовать и передавать такие копии другим Авторизованным пользователям Лицензиата в компьютерной сети Лицензиата;

(c) если образовательное учреждение, Лицензиату разрешается предоставлять печатная копия отдельных Документов отдельным учащимся (Авторизованные пользователи) в классе по месту нахождения Лицензиата;

(d) право на отображение, загрузку и распространение печатных копий Документов для обучения Авторизованных пользователей или групп Авторизованных пользователей.

(e) Лицензиат проведет всю необходимую аутентификацию и процессы проверки, чтобы гарантировать, что только авторизованные пользователи могут получить доступ к продукту ASTM.

(f) Лицензиат предоставит ASTM список авторизованных IP-адреса (числовые IP-адреса домена) и, если многосайтовый, список авторизованных сайтов.

B. Запрещенное использование.

(i) Настоящая Лицензия описывает все разрешенные виды использования. Любой другой использование запрещено, является нарушением настоящего Соглашения и может привести к немедленному прекращению действия настоящей Лицензии.

(ii) Авторизованный пользователь не может производить этот Продукт, или Документы, доступные любому, кроме другого Авторизованного Пользователя, будь то по интернет-ссылке, или разрешив доступ через его или ее терминал или компьютер; или другими подобными или отличными средствами или договоренностями.

(iii) В частности, никто не имеет права передавать, копировать, или распространять любой Документ любым способом и с любой целью, за исключением случаев, описанных в Разделе 3 настоящей Лицензии без предварительного письменного разрешения ASTM. В частности, за исключением случаев, описанных в Разделе 3, никто не может без предварительного письменного разрешения ASTM: (a) распространять или пересылать копию (электронную или иную) любой статьи, файла, или материал, полученный из любого продукта или документа ASTM; (b) воспроизводить или фотокопировать любые стандарт, статья, файл или материал из любого продукта ASTM; в) изменять, видоизменять, приспосабливать, или переводить любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM; (d) включать любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM или Документировать в других произведениях или иным образом создавать любые производные работы на основе любых материалов. получено из любого продукта или документа ASTM; (e) взимать плату за копию (электронную или иным образом) любого стандарта, статьи, файла или материала, полученного из любого продукта ASTM или Документ, за исключением обычных расходов на печать/копирование, если такое воспроизведение разрешено по разделу 3; или (f) систематически загружать, архивировать или централизованно хранить существенные части стандартов, статей, файлов или материалов, полученных из любого продукта ASTM или Документ. Включение печатных или электронных копий в пакеты курсов или электронные резервы, или для использования в дистанционном обучении, не разрешено настоящей Лицензией и запрещено без Предварительное письменное разрешение ASTM.

(iv) Лицензиат не может использовать Продукт или доступ к Продукт в коммерческих целях, включая, помимо прочего, продажу Документов, материалы, платное использование Продукта или массовое воспроизведение или распространение Документов в любой форме; а также Лицензиат не может взимать с Авторизованных пользователей специальные сборы за использование Продукт сверх разумных расходов на печать или административные расходы.

C. Уведомление об авторских правах . Все копии материала из ASTM Продукт должен иметь надлежащее уведомление об авторских правах от имени ASTM, как показано на начальной странице. каждого стандарта, статьи, файла или материала. Сокрытие, удаление или изменение уведомление об авторских правах не допускается.

4. Обнаружение запрещенного использования.

A. Лицензиат несет ответственность за принятие разумных мер для предотвращения запрещенного использования и незамедлительного уведомления ASTM о любых нарушениях авторских прав или запрещенное использование, о котором Лицензиату стало известно. Лицензиат будет сотрудничать с ASTM при расследовании любого такого запрещенного использования и предпримет разумные шаги для обеспечения прекращение такой деятельности и предотвращение ее повторения.

B. Лицензиат должен приложить все разумные усилия для защиты Продукт от любого использования, не разрешенного настоящим Соглашением, и уведомляет ASTM о любом использовании, о котором стало известно или о котором было сообщено.

5. Постоянный доступ к продукту.
ASTM резервирует право прекратить действие настоящей Лицензии после письменного уведомления, если Лицензиат существенно нарушит условия настоящего Соглашения. Если Лицензиат не оплачивает ASTM какую-либо лицензию или абонентской платы в установленный срок, ASTM предоставит Лицензиату 30-дневный период в течение что бы вылечить такое нарушение. Для существенных нарушений период устранения не предоставляется связанные с нарушениями Раздела 3 или любыми другими нарушениями, которые могут привести к непоправимым последствиям ASTM. вред. Если подписка Лицензиата на Продукт ASTM прекращается, дальнейший доступ к онлайн-база данных будет отклонена. Если Лицензиат или Авторизованные пользователи существенно нарушают настоящую Лицензию или запрещать использование материалов в любом продукте ASTM, ASTM оставляет за собой право право отказать Лицензиату в любом доступе к Продукту ASTM по собственному усмотрению ASTM.

6. Форматы доставки и услуги.

A. Некоторые продукты ASTM используют стандартный интернет-формат HTML. ASTM оставляет за собой право изменить такой формат с уведомлением Лицензиата за три [3] месяца, хотя ASTM приложит разумные усилия для использования общедоступных форматов. Лицензиат и Авторизованные пользователи несут ответственность за получение за свой счет подходящие подключения к Интернету, веб-браузеры и лицензии на любое необходимое программное обеспечение для просмотра продуктов ASTM.

B. Продукты ASTM также доступны в Adobe Acrobat (PDF) Лицензиату и его Авторизованным пользователям, которые несут единоличную ответственность за установку и настройка соответствующего программного обеспечения Adobe Acrobat Reader.

C. ASTM приложит разумные усилия для обеспечения онлайн-доступа доступны на постоянной основе. Доступность будет зависеть от периодического перерывы и простои для обслуживания сервера, установки или тестирования программного обеспечения, загрузка новых файлов и причины, не зависящие от ASTM. ASTM не гарантирует доступ, и не несет ответственности за ущерб или возврат средств, если Продукт временно недоступен, или если доступ становится медленным или неполным из-за процедур резервного копирования системы, объем трафика, апгрейды, перегрузка запросов к серверам, общие сбои сети или задержки, или любая другая причина, которая может время от времени делать продукт недоступным для Лицензиата или Авторизованных пользователей Лицензиата.

7. Условия и стоимость.

A. Срок действия настоящего Соглашения _____________ (“Период подписки”). Доступ к Продукту предоставляется только на Период Подписки. Настоящее Соглашение останется в силе после этого для последовательных Периодов подписки при условии, что ежегодная абонентская плата, как таковая, может меняются время от времени, оплачиваются. Лицензиат и/или ASTM имеют право расторгнуть настоящее Соглашение. в конце Периода подписки путем письменного уведомления, направленного не менее чем за 30 дней.

B. Сборы:

8. Проверка.
ASTM имеет право проверять соответствие с настоящим Соглашением, за свой счет и в любое время в ходе обычной деятельности часы. Для этого ASTM привлечет независимого консультанта при соблюдении конфиденциальности. соглашение, для проверки использования Лицензиатом Продукта и/или Документов ASTM. Лицензиат соглашается разрешить доступ к своей информации и компьютерным системам для этой цели. Проверка состоится после уведомления не менее чем за 15 дней, в обычные рабочие часы и в таким образом, чтобы не создавать необоснованного вмешательства в деятельность Лицензиата. Если проверка выявляет нелицензионное или запрещенное использование продуктов или документов ASTM, Лицензиат соглашается возместить ASTM расходы, понесенные при проверке и возмещении ASTM для любого нелицензированного/запрещенного использования. Применяя эту процедуру, ASTM не отказывается от любое из своих прав на обеспечение соблюдения настоящего Соглашения или на защиту своей интеллектуальной собственности путем любым другим способом, разрешенным законом. Лицензиат признает и соглашается с тем, что ASTM может внедрять определенная идентифицирующая или отслеживающая информация в продуктах ASTM, доступных на Портале.

9. Пароли:
Лицензиат должен немедленно уведомить ASTM о любом известном или предполагаемом несанкционированном использовании(ях) своего пароля(ей) или о любом известном или предполагаемом нарушение безопасности, включая утерю, кражу, несанкционированное раскрытие такого пароля или любой несанкционированный доступ или использование Продукта ASTM. Лицензиат несет исключительную ответственность для сохранения конфиденциальности своего пароля (паролей) и для обеспечения авторизованного доступ и использование Продукта ASTM. Личные учетные записи/пароли не могут быть переданы.

10. Отказ от гарантии:
Если не указано иное в настоящем Соглашении, все явные или подразумеваемые условия, заверения и гарантии, включая любые подразумеваемые гарантия товарного состояния, пригодности для определенной цели или ненарушения прав отказываются от ответственности, за исключением случаев, когда такие отказы признаются юридически недействительными.

11. Ограничение ответственности:
В случаях, не запрещенных законом, ни при каких обстоятельствах ASTM не несет ответственности за любые потери, повреждения, потерю данных или за особые, косвенные, косвенные или штрафные убытки, независимо от теории ответственности, возникающие в результате или в связи с использованием продукта ASTM или загрузкой документов ASTM. Ни при каких обстоятельствах ответственность ASTM не будет превышать сумму, уплаченную Лицензиатом по настоящему Лицензионному соглашению.

12. Общие.

A. Прекращение действия:
Настоящее Соглашение действует до прекращено. Лицензиат может расторгнуть настоящее Соглашение в любое время, уничтожив все копии (на бумажном, цифровом или любом носителе) Документов ASTM и прекращении любого доступа к Продукту ASTM.

B. Применимое право, место проведения и юрисдикция:
Это Соглашение должно толковаться и толковаться в соответствии с законодательством Содружество Пенсильвании. Лицензиат соглашается подчиняться юрисдикции и месту проведения в суды штата и федеральные суды Пенсильвании по любому спору, который может возникнуть в соответствии с настоящим Соглашение. Лицензиат также соглашается отказаться от любых претензий на неприкосновенность, которыми он может обладать.

C. Интеграция:
Настоящее Соглашение представляет собой полное соглашение между Лицензиатом и ASTM в отношении его предмета. Он заменяет все предыдущие или одновременные устные или письменные сообщения, предложения, заверения и гарантии и имеет преимущественную силу над любыми противоречащими или дополнительными условиями любой цитаты, заказа, подтверждения, или другое сообщение между сторонами, относящееся к его предмету в течение срока действия настоящего Соглашения. Никакие изменения настоящего Соглашения не будут иметь обязательной силы, если они не будут в письменной форме и подписан уполномоченным представителем каждой стороны.

D. Назначение:
Лицензиат не может назначать или передавать свои права по настоящему Соглашению без предварительного письменного разрешения ASTM.

E. Налоги.
Лицензиат должен уплатить все применимые налоги, за исключением налогов на чистый доход ASTM, возникающий в результате использования Лицензиатом Продукта ASTM. и/или права, предоставленные по настоящему Соглашению.

Обзор промежуточного пиролиза как технологии конверсии биомассы для совместного производства бионефти и адсорбционного биоугля

На этой странице

РезюмеВведениеЗаключениеКонфликты интересовБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме

Повестка дня по использованию и эффективному преобразованию биомассы была поднята для смягчения экологических проблем и давления на зависимость от ископаемого топлива. Промежуточный пиролиз позволяет обрабатывать различные биомассы и совместно производить бионефть и адсорбционный биоуголь. Эта обзорная статья направлена ​​на оценку целесообразности промежуточного пиролиза для совместного производства бионефти и адсорбционного биоугля. Было замечено, что бионефть совместного производства имеет высокое качество, стабильность и смешиваемость, которую можно использовать непосредственно в существующих двигателях или легко смешивать. Полученный биоуголь хорош для адсорбции, но не стабилен для воздействия микробов и, следовательно, непригоден для обработки почвы, кроме как для гидрометаллургии. Поскольку этот процесс позволяет перерабатывать отходы биомассы, это дает возможность для дальнейших исследований в областях, где отходов много, но они используются меньше. Чтобы повысить эффективность этой технологии совместного производства, необходимо работать над оптимизацией параметров, проектированием эффективных реакторов и использованием катализатора.

1.

Постоянно растущий спрос на энергию и заботу об охране окружающей среды привел к инновациям в области соответствующего преобразования невозобновляемых источников энергии и использования возобновляемых источников энергии [1, 2]. В настоящее время большое внимание уделяется возобновляемым источникам энергии, таким как биомасса. Утилизация как свежей, так и отработанной биомассы выгодна с точки зрения рекуперации энергии и защиты окружающей среды [3, 4]. Эффективное использование отходов считается основой экономики замкнутого цикла, эффективного преобразования энергии и защиты окружающей среды [5]. В развивающихся странах отходы органической биомассы могут обеспечить около 20–40% первичной энергии [6], а их эффективное преобразование может обеспечить устойчивую энергию и окружающую среду.

Существуют различные методы конверсии биомассы, включая прямое сжигание, биологические и термохимические [7, 8], но термохимические конверсии получили преимущества перед другими [9, 10]. Они эффективны, безвредны для окружающей среды, быстры, требуют низких затрат на техническое обслуживание и рабочую силу, избирательны в отношении конкретного продукта и способны преобразовывать биомассы, которые не конкурируют с пищевыми продуктами, такими как отходы биомассы [11]. Среди многообещающих инноваций пиролиз получил высокую оценку в преобразовании биомассы [11] в полезные продукты, которые являются твердыми, жидкими и газообразными эффективным способом. Пиролиз – это термохимическое разложение органического материала в отсутствие кислорода [12]. Распределение и качество продуктов зависят от эффективного контроля параметров процесса, типа реактора и сырья [13, 14]. Продукты, полученные в результате пиролиза, нашли широкое применение: бионефть и биоуголь. Биоуголь, полученный в результате процессов пиролиза, может использоваться в качестве адсорбента и, следовательно, может сократить использование ископаемого топлива при производстве постоянно растущего спроса на адсорбенты [15]. Бионефть, полученная в результате пиролиза биомассы, может использоваться напрямую или в смеси с двигателями и, таким образом, заменять ископаемые масла.

Реакция пиролиза может протекать как медленная, промежуточная, быстрая или мгновенная в зависимости от рабочих параметров процесса. В таблице 1 представлен диапазон рабочих параметров и распределение продуктов для различных категорий процессов пиролиза. Можно видеть, что медленный и быстрый пиролиз нацелены на биоуголь и бионефть соответственно, в то время как промежуточный пиролиз производит и то, и другое одновременно. Сообщалось, что промежуточный пиролиз представляет собой тип пиролиза, который имеет хорошее распределение и качество трех продуктов [5, 16–18] и, следовательно, возможность совместного производства бионефти и адсорбционного биоугля.

В связи с высоким спросом на бионефть и адсорбционный биоуголь, необходимостью утилизации отходов, необходимостью дополнительной модернизации процедур обработки бионефти быстрого пиролиза, а также низким качеством и количеством биоугля из быстрого пиролиза, промежуточный пиролиз представляется способом идти. Эта новая технология считается многообещающей, особенно при совместном производстве и использовании различной биомассы. Несколько исследователей опубликовали информацию о промежуточном пиролизе из различного сырья и реакторов, условиях процесса и катализаторе и определили преимущества этого процесса. Сообщалось, что в отличие от других реакций пиролиза промежуточные продукты обладают такими преимуществами, как низкая рабочая температура, способность обрабатывать ряд видов сырья и производство высококачественных продуктов [19].–22]. Тинвала и др. [23] исследовали агропромышленные биомассы и отходы на стационарном настольном пиролизере, определили распределение бионефти 20,5–47,5% и биоугля 27,5–40% и пришли к выводу, что бионефть может заменить печное топливо. Мохаммед и др. [24] изучали утилизацию скорлупы арахиса в вертикальном реакторе с неподвижным слоем и обнаружили, помимо прочего, что органическая фаза имеет хорошее качество и может быть использована в качестве прекурсора для химических веществ. В других публикациях о промежуточном пиролизе также сообщается об его эффективности в очистке отходов и производстве качественных продуктов из бионефти и биоугля [25–28].

Данные, к которым был получен доступ, проливают свет на использование промежуточного пиролиза для получения пригодной для использования бионефти и биоугля. Данные о характеристиках и количестве продукта доступны для различных видов сырья и реакторов. Данные по промежуточному пиролизу некоторых видов сырья и реакторов показывают, что побочные продукты имеют высокое качество и могут использоваться напрямую или с минимальной обработкой по сравнению с другими процессами. Поскольку этот метод находится в стадии разработки и подходит для совместного производства, должны быть доступны данные о сравнении качества продукции с другими производственными процессами. В настоящее время такое сравнение недостаточно документировано. Таким образом, сравнение может уделить больше внимания его использованию, используя при этом упомянутые выше преимущества. Таким образом, данная обзорная статья была направлена ​​на рассмотрение возможностей использования промежуточного пиролиза в совместном производстве бионефти и адсорбционного биоугля. Эти продукты совместного производства должны быть высокого качества, чтобы их можно было использовать напрямую или с небольшой модернизацией. Это было сделано путем сравнения продуктов быстрого, медленного и промежуточного пиролиза, биодизеля, ископаемого дизельного топлива и коммерческого активированного угля. Исследование также было направлено на рассмотрение возможностей использования промежуточного пиролиза при утилизации постоянно увеличивающихся и сложных отходов, которые трудно перерабатывать с помощью быстрого пиролиза.

2. Промежуточный пиролиз

Промежуточный пиролиз представляет собой промежуточный пиролиз между быстрым и медленным пиролизом. Из таблицы 1 промежуточный пиролиз имеет хорошее распределение продукта и, следовательно, может использоваться в совместном производстве биоугля, бионефти и газа [35]. Сообщалось, что по сравнению с другими категориями промежуточный пиролиз является гибким для различных материалов и имеет хорошее распределение продукта, двухфазную разделяемую бионефть, высокое качество и сухой биоуголь [5, 16–18, 31, 36–38]. Его способность перерабатывать отходы биомассы дает преимущества для использования в развивающихся странах, где отходы биомассы, такие как твердые бытовые отходы, в настоящее время являются проблемой [12, 37]. Исследователи также зафиксировали, что он имеет легко отделяемые жидкие фазы, при этом органическая фаза обладает свойствами, подобными биодизельному топливу [37, 39].–43]. Органическая фаза может быть смешана до 50% с ископаемой жидкостью [37]. Его водная фаза также полезна в производстве биогаза и этанола, так как содержит сахара С ₂ -С ₆ , гидроксикислоты, олигомеры и водорастворимые фенолы [28, 35]. Это дает преимущества не только в незначительном улучшении биомасла по сравнению с маслом для быстрого пиролиза, но и в полной утилизации всех продуктов. Промежуточный пиролиз имеет возможность обрабатывать сырье с высокой влажностью, и при этом биоуголь приобретает свойства активированного угля за счет комплексного взаимодействия с паром [37].

Упомянутые выше преимущества указывают на то, что промежуточный пиролиз подходит для совместного производства бионефти и адсорбционного биоугля. Опубликованные данные следует проанализировать и сделать вывод о том, могут ли они заменить другие категории в конверсии биомассы, особенно когда требуется совместное производство. В следующих разделах мы оценим свойства этих продуктов и сравним их с продуктами из других категорий и доступными коммерческими продуктами, ископаемым дизельным топливом, биодизельным топливом и активированным углем.

2.1. Биоуголь

Твердый, богатый углеродом продукт, полученный путем пиролиза, по качеству сравнимый с промышленным углем, с высоким содержанием углерода и меньшим количеством кислорода и водорода [44, 45]. Он имеет микропористую структуру, которая используется для контроля качества почвы и действует как активированный уголь при удалении из раствора таких металлов, как хром, кадмий, никель, ртуть, свинец, золото и серебро [46–50].

Промежуточный биоуголь обладает энергетическими и адсорбционными свойствами [20]. Это сухая, высокоэнергетическая, хрупкая структура, в ней меньше пыли и смолы, а значит, она менее токсична [51, 52]. Он имеет теплотворную способность, аналогичную полубитуминозному углю [39].]. Он также пригоден в качестве адсорбента, и его качество повышается по мере увеличения содержания влаги в корме [37]. Поскольку промежуточный пиролиз может перерабатывать сырье с высоким содержанием влаги, можно ожидать, что он будет иметь высококачественный биоуголь, поскольку пар действует как активирующий агент.

Хороший адсорбент всегда должен обладать высокой адсорбционной емкостью, скоростью адсорбции, механической прочностью и износостойкостью, реактивными характеристиками и хорошим гранулометрическим составом [53]. Биоуголь, который следует использовать в качестве адсорбента с высокой абсорбционной способностью и сродством к металлам, имеет более низкое содержание углерода, высокое содержание азота и кислорода, а также более низкое C/N и более высокое соотношение O/C и H/C, более высокий объем пор и более высокое рН [54]. Он всегда производится с низкой температурой пиролиза при высокой продолжительности пиролиза. Помимо медленного пиролиза, промежуточный пиролиз может быть хорошим методом получения биоугля, способного действовать как активированный уголь.

В таблице 2 представлены доступные опубликованные данные о биоугле, полученном при медленном, промежуточном, быстром пиролизе и коммерческом активированном угле. Оценка того, имеет ли биоуголь из промежуточного пиролиза более высокое качество для использования в качестве активированного угля, проводится путем оценки свойств различных методов производства и коммерческого активированного угля. Видно, что биоуголь промежуточного пиролиза более сухой (0,7–4 %), чем быстрый (3–6 %) и медленный (2–42 %) пиролиз. Высокое содержание влаги в коммерческом активированном угле выше, чем в промежуточном, за счет воды, вводимой при активации. Низкое содержание влаги выгодно при транспортировке и хранении. С точки зрения адсорбции эффект не заметен, так как содержание влаги не влияет на адсорбционную способность [55].

Хотя зола не является обязательной, ее состав имеет решающее значение, поскольку на выбор адсорбируемого металла влияет состав золы, которая может либо препятствовать процессу, либо способствовать ему. Между сравниваемыми предметами нет большой разницы в содержании золы. Адсорбция также регулируется рН. При адсорбции металлов увеличение рН одновременно увеличивает адсорбцию, но ограничивается определенным уровнем [56]. Из табл. 2 видно, что биоуголь из промежуточного пиролиза имеет диапазон рН (8–9.6) близок к активированному углю (5–8) и, таким образом, эффективен в адсорбции металлов по сравнению с быстрым (7–11) и медленным (6–12).

Скорость адсорбции контролируется большим объемом пор [53]. По опубликованным данным, биоуголь из быстрого пиролиза имеет более высокий объем пор (0,1–1 см ³ /г), близкий к активированному углю (0,05–1,5 см ³ /г) по сравнению с промежуточным (0,05–0,16 см ³ ). /г) и медленных менее 0,14 см ³ /г (табл. 2). Более высокому значению объема пор биоугля быстрого пиролиза способствуют высокие рабочие температуры [9].3, 94]. Это делает биоуголь из промежуточного продукта лучше, чем из медленного пиролиза. Кроме того, хороший адсорбент должен обладать высокой адсорбционной способностью, которая определяется площадью поверхности. Из опубликованных данных табл. 2, биоуголь из промежуточного пиролиза имеет большую площадь поверхности (100–250 м ² /г) по сравнению с быстрым (15–110 м ² /г), но меньше по сравнению с активированным углем (500 –2058 м ² /г). Большая площадь поверхности биоугля медленного и промежуточного пиролиза обусловлена ​​большим временем пребывания по сравнению с быстрым пиролизом [9].5, 96]. Это позволяет использовать биоуголь из промежуточного пиролиза для процесса активации по сравнению с биоуглем быстрого пиролиза.

С точки зрения соотношений H : C, C : N и O : C, при которых хороший адсорбент должен иметь более низкие отношения C/N и более высокие отношения O/C и H/C, биоуголь из промежуточного пиролиза предпочтительнее в качестве адсорбента по сравнению с те из медленного и быстрого пиролиза biochar. Эти соотношения для промежуточного пиролизного биоугля очень близки к таковым для активированного угля. Важным примечанием является то, что биоуголь из промежуточного пиролиза является скорее адсорбционным, чем стабильным из-за высоких соотношений H : C и O : C. Высокое H : C (низкая ароматичность) и высокое содержание алифатических соединений позволяют легко атаковать микробы [97]. Всегда устойчивость к микробной реакции достигается при отношении кислорода к углероду менее 0,2 [98]. Таким образом, промежуточный пиролизный биоуголь является скорее адсорбционным, чем стабильным, и, следовательно, его трудно использовать для адсорбции почвой. Таким образом, он подходит для гидрометаллургической адсорбции.

2.2. Бионефть

Бионефть можно определить как конденсатный продукт пиролиза, представляющий собой темно-коричневую вязкую органическую жидкость, состоящую из нескольких сложных кислородсодержащих соединений [99]. Он имеет вязкую нерастворимую в воде смолу, преимущественно олигомерную лигнинсодержащую фракцию, склонную к самопроизвольному выпадению в осадок в присутствии большого количества воды [100]. Он термически нестабилен из-за большого количества кислорода. Например, при хранении более двух месяцев становится труднее воспламеняться и гореть, чем свежая бионефть [100]. В составе бионефти преобладает фенольная группа (около 31%), карбонильная группа, за которой следует карбоксильная группа [27, 101].

Бионефть, которая в основном производится путем быстрого пиролиза, как сообщается, имеет плохую горючесть и меньшую смешиваемость и, следовательно, ее трудно использовать непосредственно в обычных двигателях [39]. Это связано с высокой вязкостью, содержанием кислорода и воды. Он также имеет низкую термическую стабильность и высокую коррозионную активность. Это связано с тем, что быстрый пиролиз просто разжижает часть сырья и существенно не модернизирует структуру молекулы, а, следовательно, в масле все еще остаются химически активные соединения [102]. Таким образом, бионефть быстрого пиролиза не может быть утилизирована без предварительной очистки. Это увеличивает стоимость в плане дополнительного процесса и используемых катализаторов. Бионефть обладает хорошими свойствами по сравнению с биодизелем и ископаемым дизельным топливом, поэтому ее можно использовать напрямую или с небольшой модернизацией.

По сравнению с бионефтью, полученной в результате быстрого пиролиза, бионефть, полученная в результате промежуточного пиролиза, обладает улучшенными физическими и химическими свойствами, такими как низкое содержание кислорода в бионефти, лучшая смешиваемость нефти с ископаемыми видами топлива и высокая теплотворная способность [27]. Сообщается, что он имеет низкое количество смолы и менее реакционноспособную смолу [103, 104]. Эти улучшения свойств упрощают использование биомасла в существующих двигателях. В таблице 3 приведены характеристики бионефти, полученной в результате промежуточного и быстрого пиролиза, и проведено ее сравнение с дизельным топливом и биодизелем. Всегда хорошее топливо должно иметь низкое содержание влаги, золы, серы, кислорода и азота и высокое содержание углерода, водорода и высокую теплотворную способность.

Согласно опубликованным данным (Таблица 3), промежуточная бионефть имеет низкую зольность (<0,23), что сравнимо с биодизелем (<0,2%) и ископаемым дизельным топливом (<0,1%), что является более высоким качеством по сравнению с бионефтью быстрого пиролиза, которая может достигать 0,15%. Это приводит к улучшению качества по сравнению с биомаслом быстрого пиролиза (до 1,5%). Содержание воды в топливе не требуется, так как она снижает теплоту сгорания, вызывает коррозию и увеличивает вязкость [105]. Высокое содержание воды также вызывает расслоение фаз, вызывая коррозию, проблемы в работе горелки и образование эмульсии [106]. Кроме того, высокое содержание снижает теплотворную способность, стабильность, плотность и повышает рН [105, 107]. По сравнению с биомаслом быстрого пиролиза, бионефть промежуточного пиролиза содержит меньше воды (2–15 %), чем масло быстрого пиролиза (15–30 %) (табл. 3). При сравнении с ископаемым топливом и биодизелем видно, что он может быть хорошим кандидатом при смешивании с ископаемым топливом для получения смеси с низким содержанием воды.

Высокое содержание водорода и углерода повышает качество масла, а низкое содержание кислорода, серы и азота снижает загрязнение. Из таблицы 3 бионефть промежуточного пиролиза имеет высокое содержание углерода (49–74%) и водорода (6–11%) по сравнению с бионефтью быстрого пиролиза (водород 4–7% и углерод 54–61%) и приближается к биодизелю и ископаемое топливо. Бионефть промежуточного пиролиза имеет меньшее количество кислорода (8–33%) по сравнению с нефтью быстрого пиролиза (35–40%) и приближается к биодизелю (8%). Большое количество кислорода в масле вызывает нестабильность масла, низкое содержание энергии, низкую смешиваемость и повышает рН [105]. Это делает масло для промежуточного пиролиза превосходящим масло для быстрого пиролиза и, следовательно, кандидатом на смешивание с ископаемым топливом.

Высокая вязкость затрудняет приток и, следовательно, проблемы при сгорании. Промежуточный пиролиз имеет низкую вязкость (2–98 сП) по сравнению с маслом быстрого пиролиза (15–100 сП) и близок к биодизелю и ископаемому дизельному топливу (табл. 3). Это облегчает его сжигание и транспортировку. Низкая вязкость и смешиваемость из-за низкого содержания кислорода в масле для промежуточного пиролиза позволяют легко смешивать его с биодизелем или ископаемым дизельным топливом и, следовательно, легко использовать в обычном двигателе по сравнению с маслом для быстрого пиролиза. Легкость смешивания также связана с присутствием около 12% метиловых эфиров жирных кислот в промежуточном пиролизном биомасле [42]. Прежде всего, масло промежуточного пиролиза имеет более высокую теплотворную способность (24–40 МДж/кг), что близко к биодизелю (35–40 МДж/кг) и ископаемому дизелю (45 МДж/кг) (табл. 3). Это делает его пригодным для использования в качестве топлива, и в дополнение к вышеуказанным дополнительным преимуществам оно превосходит бионефть быстрого пиролиза.

3. Промежуточный пиролиз как подходящий процесс утилизации отходов

Высокий спрос на продукты питания и лесоматериалы для постоянно растущего населения привел к увеличению производства отходов. Этот рост населения и отходов оказывает давление на невозобновляемые источники энергии и окружающую среду [122]. Плохая обработка отходов, которая приводит к загрязнению и потерям энергии, распространена в развивающихся странах. Если эти отходы должным образом обработаны, они могут генерировать 20–40% первичной энергии в развивающихся странах [123], а их правильное преобразование может помочь снизить нагрузку на сырье для производства бионефти и адсорбционного биоугля.

Важной задачей является эффективная обработка этих отходов с экологической и экономической эффективностью. Отходы содержат широкий спектр компонентов, которые перед утилизацией требуют тщательной обработки. Они могут содержать большое количество воды, что может быть затруднено при прямом сгорании и быстром и мгновенном пиролизе. Они также могут содержать лигноцеллюлозные материалы, затрудняющие биохимический процесс. Из-за трудностей сбора и транспортировки строительство крупных заводов может оказаться нерентабельным. Все вышеперечисленные проблемы ставят задачу эффективного использования отходов при нынешних распространенных методах переработки. Следовательно, необходим метод, учитывающий эти проблемы.

Промежуточный пиролиз считается эффективным и безопасным для окружающей среды способом обработки отходов. Он способен перерабатывать сложные малоценные отходы с высоким содержанием золы, такие как сточные воды и шлам обесцвечивания, которые не могут быть обработаны с помощью быстрого пиролиза [37]. Он может работать с различными типами сырья, большими размерами, высокой влажностью и экономично работает при любом размере завода и, таким образом, может обрабатывать отходы [12]. Этот процесс является более надежным и надежным и, следовательно, подходит для малых и средних масштабов [31]. Использование большого размера и производство бионефти прямого использования позволяет снизить затраты на малых и средних предприятиях. Следовательно, промежуточный пиролиз является хорошим кандидатом для обработки отходов с минимальной процедурой предварительной обработки или без нее, при этом производя продукты хорошего качества. Поскольку промежуточный пиролиз является кандидатом для совместного производства адсорбционного биоугля и бионефти, преобразование отходов может быть технологией, служащей ресурсам и окружающей среде.

Исследование промежуточного пиролиза полученной бионефти из Eucalyptus sp. и древесных отходов Picea abies обнаружили, что потребность в улучшении бионефти была незначительной или отсутствовала по сравнению с быстрым пиролизом таких отходов [31]. Изучение органической части твердых бытовых отходов выявило образование бионефти, которая является стабильной и неньютоновской [5]. В исследовании Del Pozo et al. [124] на кофейной серебряной кожуре привело к увеличению энергии биоугля и бионефти с 200–500 тоннами эквивалентов галловой кислоты в год. Исследование виноградных отходов (виноградных выжимок) 2021 года, проведенное Del Pozo et al. [125] указали, что промежуточный пиролиз эффективнее торрефикации при переработке этих отходов и производстве антиоксидантов. Исследование также показало производство как хорошего биоугля, так и бионефти из двух отдельных частей. В исследовании Янга и соавт. [126] предположил, что использование промежуточного пиролиза отходов в Китае может быть прибыльным без дочерних компаний. Промежуточный пиролиз осадков сточных вод и осадков обесцвечивания показал, что бионефть имеет высокое содержание углерода и водорода и, следовательно, высокую теплотворную способность, сравнимую с биодизелем, при простоте хранения и транспортировки на экономическом уровне [26]. Также было доказано, что промежуточный пиролиз отходов рисовой соломы компенсирует выбросы углекислого газа по сравнению с остальными видами [32]. Другие исследования промежуточного пиролиза отходов, таких как органическая фракция твердых бытовых отходов [12], жом сахарного тростника [127], жом сахарного тростника и овсяная шелуха [128], куриный помет для производства удобрений и тепла [5], пшеничная шелуха [27], старые шины [129] и скорлупа арахиса Bambara [24] оценили преимущества промежуточного пиролиза. Эти хорошие результаты указывают на эффективность промежуточного пиролиза в преобразовании отходов по сравнению с современными распространенными технологиями. Таким образом, благодаря своей способности совместно производить бионефть и адсорбционный биоуголь, отходы являются хорошим сырьем для совместного производства.

4. Возможности и проблемы промежуточного пиролиза

Промежуточный пиролиз является относительно новой технологией, но она показала больше преимуществ, таких как способность работать с труднодоступным сырьем [130]. Он производит три продукта, качество которых можно использовать напрямую или с небольшим улучшением [52, 131]. У него есть большие шансы стать жизнеспособной технологией, особенно при обработке отходов, которые в настоящее время накапливаются во всем мире, и, следовательно, снизить стоимость обработки сырья и улучшения качества продукции. У него также есть большие возможности для работы на малых и средних предприятиях, поскольку он по-прежнему экономически выгоден в небольших масштабах. У него также есть большие возможности для совместного производства бионефти и адсорбционного биоугля, которые практически не нуждаются в модернизации. Такие перспективные возможности были связаны с экономической выгодой обработки кокосовой скорлупы для производства высококачественного бионефти [132], комбинированного производства тепла и электроэнергии промежуточного пиролиза, связанного с экономикой и окружающей средой [37]. В других исследованиях, таких как отмеченные в разделе 4 по утилизации отходов, промежуточный пиролиз дает возможность рекуперации энергии и защиты окружающей среды от отходов биомассы.

Проблемы, с которыми сталкивается эта новая технология, включают использование водной фазы, которая содержит определенное количество энергии. Исследование, проведенное Торри и Фаббри [28], показало, что его использование в производстве биогаза требует предварительной обработки или использования катализаторов. Кроме того, хорошее распределение и качество зависят от контроля параметров [132] и использования соответствующих реакторов. Некоторые перспективные реакторы уже разработаны, другие находятся в стадии разработки [130]. Сейчас самое подходящее время для увеличения исследований по оптимизации параметров совместного производства адсорбционного биоугля и бионефти. Кроме того, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы включить использование катализатора для повышения качества продукции.

5. Заключение

В данной обзорной статье проанализирована возможность использования промежуточного пиролиза в качестве новой технологии совместного производства бионефти и адсорбционного биоугля. Наблюдаемые преимущества хорошего распределения продукта и одновременного производства бионефти и биоугля делают его кандидатом на совместное производство бионефти и адсорбционного биоугля. Анализ показал, что органическая бионефть имеет высокое качество, сравнимое с биодизелем и ископаемым маслом. Обладает высокой теплотворной способностью, низкой вязкостью, высокой стабильностью и смешиваемостью, что делает его превосходящим бионефть, получаемую при быстром пиролизе. Также сравнение показало, что биоуголь из промежуточного пиролиза больше подходит для гидрометаллургической адсорбции и поэтому используется в качестве активированного угля. Также стало понятно, что он может эффективно перерабатывать отходы различного состава, с высоким содержанием влаги и большими размерами и, таким образом, становится кандидатом на совместное производство бионефти и активированного угля для постоянно растущего количества отходов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Университет Додомы за финансовую помощь в подготовке этой обзорной статьи.

Ссылки

1. З. А. Элум и А. С. Момоду, «Смягчение последствий изменения климата и возобновляемые источники энергии для устойчивого развития в Нигерии: дискурсивный подход», Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии , том. 76, стр. 72–80, 2017.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

2. А. С. Ойево, А. Агахосейни, Д. Богданов и К. Брейер, «Пути к полностью устойчивому электроснабжению Нигерии в среднесрочной перспективе», Energy Conversion and Management , vol. 178, стр. 44–64, 2018 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

3. H. A. Alhashimi и CB Aktas, «Экологические и экономические показатели биоугля в течение жизненного цикла по сравнению с активированным углем: метаанализ», Ресурсы, консервация и переработка , vol. 118, стр. 13–26, 2017 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

4. М. Х. Ким, И. Т. Чжон, С. Б. Парк и Дж. В. Ким, «Анализ воздействия на окружающую среду производства активированного угля из древесных отходов», Исследования в области инженерии окружающей среды, , том. 24, нет. 1, стр. 117–126, 2018 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

5. Моргано М. Т., Бергфельдт Б., Лейбольд Х. , Рихтер Ф. и Штапф Д. Промежуточный пиролиз сельскохозяйственных отходов: децентрализованный подход к экономике замкнутого цикла, стр. 9.5407 Chemical Engineering Transactions , vol. 65, pp. 649–654, 2018.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

6. А. Кумар, С. Р. Самаддер и С. Р. Самаддер, «Обзор технологических вариантов преобразования отходов в энергию для эффективного управления отходы», Управление отходами , том. 69, стр. 407–422, 2017.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

7. С. Йылмаз и Х. Селим, «Обзор методов проектирования систем преобразования биомассы в энергию», Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии , vol. 25, стр. 420–430, 2013.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

8. М. Панде и А. Н. Бхаскарвар, «Преобразование биомассы в энергию», в Преобразование биомассы , стр. 1–90. , Берлин, Германия, 2012 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

9. X.-G. Чжао, Г.-В. Цзян, А. Ли и Л. Ван, «Экономический анализ производства энергии из отходов в Китае», Управление отходами , том. 48, стр. 604–618, 2016.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

10. С. Т. Тан, У. С. Хо, Х. Хашим и др., «Энергетический, экономический и экологический (3E) анализ стратегий преобразования отходов в энергию (WTE) для управления твердыми бытовыми отходами (ТБО) в Малайзии, Преобразование энергии и управление , том. 102, стр. 111–120, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

11. В. Дхьяни и Т. Бхаскар, «Всеобъемлющий обзор пиролиза лигноцеллюлозной биомассы», Возобновляемые источники энергии , том. 129, стр. 695–716, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

12. Yang Yang, Y. Zhang, E. Omairey, J. Cai, F. Gu, and A.V. Bridgwater, “Промежуточный пиролиз органической фракции твердых бытовых отходов и реологическое исследование пиролизного масла для потенциального использования”. как биобитум», Journal of Clean Production , vol. 187, стр. 390–399, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

13. Т. Кан, В. Стрезов и Т. Дж. Эванс, «Пиролиз лигноцеллюлозной биомассы: обзор свойств продукта и влияния параметров пиролиза», Renewable and Sustainable Energy Reviews , vol. 57, стр. 1126–1140, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

14. Гедес Р. Э., Луна А. С. и Торрес А. Р., «Рабочие параметры производства бионефти при пиролизе биомассы: обзор», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , том. 129, стр. 134–149, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

15. Дж. Лэмб, «Размер рынка активированного угля, доля, отчет, анализ, тенденции и прогноз до 2026 г.», 2018 г., https://www.reuters.com/brandfeatures/venture-capital/article?id =47577.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

16. А. Хорнунг, «Промежуточный пиролиз биомассы», в Biomass Combustion Science, Technology and Engineering , L. Rosendahl, Ed., стр. 172–186, Woodhead Publishing : Астон, Бирмингем, Великобритания, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

17. A. Hornung и E. Schröder, «Производство биоугля и активированного угля с помощью промежуточного пиролиза — недавние исследования недревесной биомассы», Transformation of Biomass , John Wiley & Sons Ltd., Нью-Дели, Индия, стр. 321–338, 2014 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

18. C. Boscagli, M. Tomasi Morgano, K. Raffelt, H. Leibold и J.-D. Грюнвальд, «Влияние температуры сырья, катализатора, пиролиза и гидроочистки на состав высокосортных масел промежуточного пиролиза», Биомасса и биоэнергия , том. 116, стр. 236–248, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

19. С.-Х. Юнг и Ж.-С. Ким, «Производство биоуглей путем промежуточного пиролиза и активированного угля из дуба тремя способами активации с использованием CO ₂ », Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 107, стр. 116–122, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

20. А. Ахмед, М. С. Абу Бакар, А. К. Азад, Р. С. Сукри и Н. Пхусунти, «Промежуточный пиролиз видов Acacia cincinnata и Acacia holosericea для производства бионефти и биоугля», Преобразование энергии и управление , vol. 176, стр. 393–408, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

21. М. Баффи, А. М. Риццо, Л. Пари и Д. Кьярамонти, «Кампания промежуточного пиролиза для оценки выхода и качества продуктов с различными размерами, температурами и составом частиц биомассы», Международный журнал нефти, газа и Угольная технология , вып. 17, нет. 3, стр. 355–373, 2018 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

22. Г. -Г. Чой, С.-Дж. О, и Ж.-С. Ким, «Промежуточный пиролиз утильных шин в реакторе с неподвижным слоем и активация пиролизного угля с использованием CO ₂ : характеристики продуктов пиролиза и активированного угля», в Proceedings of the 7th International Symposium on Feedstock Recycling of Polymeric Materials , Нью-Дели, Индия, октябрь 2013 г.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

23. Ф. Тинвала, П. Моханти, С. Пармар, А. Патель и К. К. Пант, «Промежуточный пиролиз агропромышленных биомасс в лабораторный пиролизер: выход продукта и его характеристика», Биоресурсная технология , вып. 188, стр. 258–264, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

24. И. Ю. Мохаммед, Ю. А. Абакр, М. Муса, С. Юсуп, А. Сингх и Ф. К. Кази, «Повышение ценности скорлупы арахиса Бамбара с помощью промежуточного пиролиза: распределение продуктов и характеристика», Journal of Cleaner Production , том. 139, стр. 717–728, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

25. И. Ю. Мохаммед, Ю. А. Абакр, С. Юсуп и Ф. К. Кази, «Повышение ценности травы Напье посредством промежуточного пиролиза: оптимизация с использованием методологии поверхности отклика и характеристик продуктов пиролиза», Journal of Cleaner Production , vol. 142, стр. 1848–1866, 2017.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

26. М. Уади, Дж. Г. Браммер, Ю. Янг, А. Хорнунг и М. Кей, «Промежуточный пиролиз шлама обесцвечивания для производства устойчивого жидкого топлива», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 102, стр. 24–32, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

27. Дж. Сантос, М. Уади, Х. Джахангири и А. Хорнунг, «Интегрированный промежуточный каталитический пиролиз шелухи пшеницы», Food and Bioproducts Processing , vol. 114, стр. 23–30, 2019 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

28. К. Торри и Д. Фаббри, «Биоуголь обеспечивает анаэробное сбраживание водной фазы в результате промежуточного пиролиза биомассы», Биоресурсная технология , вып. 172, стр. 335–341, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

29. Х. Джухара, Д. Ахмад, И. Ван Ден Бугарт, Э. Катсу, С. Саймонс и Н. Спенсер, «Пиролиз отечественного сырья при температуре до 300°C», Тепловой Научно-технический прогресс , т. 1, с. 5, стр. 117–143, 2018.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

30. М. Трипати, Дж. Н. Саху, Дж. Н. Саху и П. Ганесан, «Влияние параметров процесса на производство биоугля из отходов биомассы». методом пиролиза: обзор», Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии , vol. 55, стр. 467–481, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

31. И. Д. В. Торри, В. Паасикаллио, К. С. Фаччини и др., «Производство биомасла из отходов лесной промышленности хвойных и лиственных пород с помощью быстрого и промежуточного пиролиза и его хроматографическая характеристика», Bioresource Technology , vol. 200, стр. 680–690, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

32. X. Гонг, К.-К. Кунг и Л. Чжан, «Экономическая оценка распределения благосостояния и связывания углерода при конкурентных технологиях пиролиза», Energy Exploitation & Exploitation , vol. 39, нет. 2, стр. 553–570, 2021.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

33. X. J. Lee, H. C. Ong, Y. Y. Gan, W.-H. Чен и Т.М.И. Малия, «Современный обзор по традиционному и расширенному пиролизу макроводорослей и микроводорослей для производства биоугля, бионефти и биосинтез-газа», Преобразование энергии и управление , vol. 210, ID статьи 112707, 2020.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

34. С. Нанда и Б. Франко, «Термохимическая конверсия пластиковых отходов в топливо: обзор», Environmental Chemistry Letters , vol. 19, нет. 1, стр. 123–148, 2020.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

35. И. Н. Зайни, Н. Софонрат, К. Сьёблом и В. Ян, «Создание ценности за счет пиролиза биомассы в Швеции: совместное производство H ₂ , биоуглерод и бионефть», Processes , vol. 9, нет. 3, с. 415, 2021.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

36. Т. Бриджуотер, «Проблемы и возможности быстрого пиролиза биомассы: часть II», Johnson Matthey Technology Review , том. 62, нет. 2, стр. 150–160, 2018 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

37. Янг Ю., Браммер Дж. Г., Райт Д. Г., Скотт Дж. А., Серрано К. и Бриджуотер А. В. Комбинированное выделение тепла и энергии в результате промежуточного пиролиза материалов биомассы: производительность, экономика и воздействие на окружающую среду, стр. 9.5407 Прикладная энергия , том. 191, стр. 639–652, 2017.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

38. М. Элмоуси, Н. Ягер, Дж. Нейдель, А. Апфельбахер, Р. Дашнер и А. Хорнунг, «Увеличение масштаба процесса термокаталитического риформинга от лабораторного до пилотного масштаба», Промышленность и проектирование Химические исследования , вып. 58, нет. 35, стр. 15853–15862, 2019.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

39. Янг Ю., Браммер Дж. Г., Махмуд А. С. Н. и Хорнунг А. Промежуточный пиролиз энергетических гранул из биомассы для производства устойчивого жидкого, газообразного и твердого топлива, стр. 9.5407 Биоресурсная технология , вып. 169, стр. 794–799, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

40. Г. Йилдиз, Ф. Ронссе, Р. Вендербош, Р. В. Дурен, С. Р. А. Керстен и В. Принс, «Влияние золы биомассы на каталитический быстрый пиролиз сосновой древесины», Applied Catalysis B: Environmental , том. 168–169, стр. 203–211, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

41. Янг Ю., Браммер Дж. Г., Саманья Дж., Хоссейн А. К. и Хорнунг А. «Исследование производительности и выбросов стационарного дизельного двигателя, работающего на смеси осадка сточных вод, промежуточного пиролизного масла и биодизеля», Энергетика , том. 62, стр. 269–276, 2013.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

42. А. К. Хоссейн, М. Уади, С. У. Сиддики и др., «Экспериментальное исследование характеристик, выбросов и характеристик сгорания многоцилиндрового двигателя с непрямым впрыском топлива, работающего на смесях пиролизного масла с обесцвеченным осадком и биодизельным топливом. », Топливо , об. 105, стр. 135–142, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

43. А. М. Уорхерст, Г. Л. Макконначи и С. Дж. Т. Поллард, «Характеристика и применение активированного угля, полученного из шелухи семян Moringa oleifera путем одностадийного парового пиролиза», Water Research , vol. 31, нет. 4, стр. 759–766, 1997.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

44. П. Фу, С. Ху, Дж. Сян, Л. Сунь, С. Су и Дж. Ван, «Оценка развития пористой структуры полукокса в результате пиролиза рисовой соломы: влияние температуры пиролиза» и скорость нагрева», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 98, стр. 177–183, 2012.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

45. П. Моханти, К. К. Пант, С. Н. Найк, Дж. Парих, А. Хорнунг и Дж. Н. Саху, «Синтез зеленого топлива из биогенных отходов термохимическим путем — роль гетерогенного катализатора: обзор», Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии , vol. 38, стр. 131–153, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

46. М. Балат, «Обзор свойств и применения масел для пиролиза биомассы», Источники энергии, часть A: извлечение, использование и воздействие на окружающую среду , том. 33, нет. 7, стр. 674–689, 2011.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

47. S. Malghani, G. Gleixner и S.E. Trumbore, «Обугленные вещества, полученные путем медленного пиролиза и гидротермальной карбонизации, различаются по потенциалу связывания углерода и выбросам парниковых газов», Биология и биохимия почв , том. 62, стр. 137–146, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

48. М. П. Мченри, «Производство сельскохозяйственного биоугля, производство возобновляемой энергии и секвестрация углерода на фермах в Западной Австралии: определенность, неопределенность и риск», Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда , том. 129, нет. 1–3, стр. 1–7, 2009 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

49. Д. Мохан, С. Раджпут, В. К. Сингх, П. Х. Стил и К. У. Питтман мл., «Моделирование и оценка очистки воды от хрома с использованием недорогого биоугля, зеленого адсорбента», Journal of Hazardous Materials , об. 188, нет. 1–3, стр. 319–333, 2011 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

50. Д. Мохан, А. Сарсват, Ю. С. Ок и К. У. Питтман мл., «Удаление органических и неорганических загрязнителей из воды с помощью биоугля, возобновляемого, недорогого и устойчивого адсорбента — критический обзор», Биоресурсная технология , вып. 160, стр. 191–202, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

51. K. Kebelmann, A. Hornung, U. Karsten и G. Griffiths, «Промежуточный пиролиз и идентификация продуктов с помощью TGA и Py-GC/MS зеленых микроводорослей и их извлеченных белковых и липидных компонентов», Биомасса и биоэнергетика , том. 49, стр. 38–48, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

52. А. Хорнунг, А. Апфельбахер и С. Саги, «Промежуточный пиролиз: устойчивая концепция преобразования биомассы в энергию — процесс биотермической валоризации биомассы (BtVB)», Journal of Scientific and Industrial Research , vol. 70, нет. 8, pp. 664–667, 2011.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

53. J. Marsden and I. House, The Chemistry of Gold Extraction , SME, Englewood, CO, USA, 2006. 9006.

54. E. Thomas, N. Borchard, C. Sarmiento, R. Atkinson и B. Ladd, «Ключевые факторы, определяющие способность биоугля сорбировать металлические загрязнители: литературный синтез», Biochar , vol. 2, стр. 151–163, 2020.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

55. С. Мадхавакришнан, К. Маникавасагам, К. Расаппан, П. С. Шабудин, Р. Венкатеш и С. Паттабши, активированный уголь, используемый в качестве адсорбента для удаления Ni(II) из водного раствора», E-journal of Chemistry , vol. 5, нет. 4, стр. 761–769, 2008 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

56. Е. А. Делиянни, Г. З. Кызас, К. С. Триантафиллидис и К. А. Матис, «Активированные угли для удаления ионов тяжелых металлов: систематический обзор последних публикаций, посвященных ионам свинца и мышьяка», Open Chemistry , vol. 13, нет. 1, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

57. Н. Гомес, Дж. Г. Росас, Дж. Кара и др., «Медленный пиролиз соответствующих биомасс в Средиземноморском бассейне. Часть 1. Влияние температуры на характеристики процесса в экспериментальном масштабе» Журнал чистого производства , том. 120, стр. 181–190, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

58. Дж. А. Альбуркерке, М. Э. Санчес, М. Мора и В. Баррон, «Медленный пиролиз соответствующих биомасс в Средиземноморском бассейне. Часть 2. Характеристика угля для связывания углерода и использования в сельском хозяйстве», Journal of Cleaner Production , vol. 120, стр. 191–197, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

59. Р. С. Чутиа, Р. Катаки и Т. Бхаскар, «Характеристика жидких и твердых продуктов пиролиза обезжиренного жмыха Pongamia glabra», Bioresource Technology , vol. 165, стр. 336–342, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

60. X. Li, X. Guo, S. Wang, K. Wang, Z. Luo и Qi Wang, «Характеристика и анализ полукокса, полученного в результате быстрого пиролиза биомассы», в Proceedings of the 2010 Asia -Тихоокеанская конференция по энергетике и энергетике , IEEE, Чэнду, Китай, март 2010 г.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

61. Дж. Нойманн, С. Биндер, А. Апфельбахер, Дж. Р. Гассон, П. Рамирес Гарсия и А. Хорнунг, « Производство и характеристика нового качества пиролизного масла, полукокса и синтез-газа из дигестата – внедрение процесса термокаталитического риформинга», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 113, стр. 137–142, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

62. С. Хемсас, Х. Лоуничи, З. Белкеби и К. Бенрачеди, «Удаление диспергированных красителей из водного раствора с использованием активированного угля, приготовленного из оливковых косточек», Журнал сельскохозяйственных наук и технологий: A , том . 4, нет. 5A, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

63. Z. Al-Qodah и R. Shawabkah, «Производство и характеристика гранулированного активированного угля из активного ила», Бразильский журнал химической инженерии , том. 26, нет. 1, стр. 127–136, 2009 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

64. С. Дасс. Мишра, «Характеристика активированного угля из кокосовой скорлупы, рисовой шелухи и жмыха Каранджа», 2014.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

65. Виена В. и Низар М., «Характеристика активированного угля, приготовленного из банановая кожура: влияние химических активаторов на адсорбцию газовых выбросов», в Journal of Physics: Conference Series , IOP Publishing, Bristol, UK, 2019.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

66. А. Кумар и Х. М. Йена, «Подготовка и характеристика активированного угля с большой площадью поверхности из скорлупы лисьего ореха (Euryale ferox) с помощью химическая активация H ₃ PO ₄ », Results in Physics , vol. 6, стр. 651–658, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

67. А. Коломба, «Производство активированного угля из пиролитического угля для экологических целей», в Chemical and Biochemical Engineering , University of Western Ontario, Ontario, Canada, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

68. производство из пресноводных водорослей путем медленного пиролиза», Maejo International Journal of Science and Technology , vol. 6, нет. 2, с. 186, 2012.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

69. С. Ю, Дж. Пак, М. Ким, К. Рю и Дж. Пак, «Характеристика биоугля и побочных продуктов медленного пиролиза кипариса хиноки». », Отчеты о технологиях биоресурсов , vol. 6, стр. 217–222, 2019.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

70. Ф. Ронссе, С. Ван Хекке, Д. Дикинсон и В. Принс, «Производство и характеристика медленного пиролиза биоугля: влияние типа сырья и условий пиролиза», GCB Bioenergy , vol. 5, нет. 2, стр. 104–115, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

71. М. Оссман, М. Абдель Фатах и ​​Н. А. Таха, «Удаление Fe (III) активированным углем, полученным из соломы египетского риса путем химической активации», Опреснение и очистка воды , vol. 52, нет. 16–18, стр. 3159–3168, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

72. Ю. Ли, П.-Р.-Б. Юм, К. Рю, Ю.-К. Парк, Дж.-Х. Юнг и С. Хьюн, «Характеристики биоугля, полученного в результате медленного пиролиза Geodae-Uksae 1», Bioresource Technology , vol. 130, стр. 345–350, 2013.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

73. E. W. Bruun, P. Ambus, H. Egsgaard и H. Hauggaard-Nielsen, «Влияние медленного и быстрого пиролиза биоугля на динамику оборота C и N в почве», Биология и биохимия почв , том. 46, стр. 73–79, 2012 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

74. JS Cha, S.H. Park, S.-C. Юнг и др., «Производство и использование биоугля: обзор», Journal of Industrial and Engineering Chemistry , vol. 40, стр. 1–15, 2016 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

75. Д. Мохан, К. У. Питтман и П. Х. Стил, «Пиролиз древесины/биомассы для получения бионефти: критический обзор», стр. 9.5407 Энергия и топливо , том. 20, нет. 3, стр. 848–889, 2006 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

76. Ю. Ван, Р. Инь и Р. Лю, «Характеристика биоугля в результате быстрого пиролиза и его влияние на химические свойства почвы чайного сада», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 110, стр. 375–381, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

77. C. Contescu, S. Adhikari, N. Gallego, N. Evans, and B. Biss, «Активированные угли, полученные в результате высокотемпературного пиролиза лигноцеллюлозной биомассы», С , том. 4, нет. 3, с. 51, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

78. М. Атталла и С. Садек, «Экспериментальное исследование пары гранулированный активированный уголь/R-134a для применения в системах адсорбционного охлаждения», Journal of Power and Energy Engineering , vol. 2, нет. 2, стр. 11–20, 2014 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

79. Хазаи И., Алиабади М., Хамед М. Использование сельскохозяйственных отходов для удаления Cr (VI) из водного раствора, стр. Иранский журнал химического машиностроения , том. 8, нет. 4, 2011.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

80. З. К. Чоудхури, Активированный уголь: решения для улучшения качества воды , Американская ассоциация водопроводных сооружений, Денвер, Колорадо, США, 2013 00909 0

    Иломуанья, Б. Наширу, Н. Ифуду и К. Игвило, «Влияние размера пор и морфологии активированного угля, приготовленного из средних жилок Elaeis guineensis, на адсорбцию ядов с использованием метронидазола и Escherichia coli O157:H7 в качестве примера», Journal of Microscopy and Ultrastructure , vol. 5, нет. 1, стр. 32–38, 2017 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

81. Д. М. Катбертсон, «Производство пиролитического биоугля для добавления в композитный материал с добавленной стоимостью», 2018 г.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

82. Ю. Лин, В. Ян и К. , Шэн, «Влияние условий пиролиза на характеристики биоугля, полученного из табачного стебля», Управление отходами и исследования: Журнал устойчивой экономики замкнутого цикла , vol. 34, нет. 8, стр. 793–801, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

83. Y. Yue, Q. Lin, M. Irfan, Q. Chen, X. Zhao и G. Li, «Медленный пиролиз как многообещающий подход к производству биоугля из соломы подсолнечника», BioResources , об. 13, нет. 4, стр. 7455–7469, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

84. К. Э. Брюэр, Ю.-Ю. Ху, К. Шмидт-Рор, Т. Е. Лойначан, Д. А. Лэрд и Р. К. Браун, «Степень воздействия пиролиза на свойства биоугля быстрого пиролиза», Journal of Environmental Quality , vol. 41, нет. 4, стр. 1115–1122, 2012 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

85. X. Liu, Y. Zhang, Z. Li, R. Feng и Y. Zhang, «Характеристика биоугля, полученного из кукурузного початка, и кинетика пиролиза в сравнении со стеблем кукурузы и опилками», Биоресурсная технология , вып. 170, стр. 76–82, 2014 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

86. М. Лагари, З. Ху, М. С. Мирджат и др., «Быстрый пиролиз биоугля из опилок улучшает качество пустынных почв и ускоряет рост растений», Journal of the Science of Food and Agriculture , vol. . 96, нет. 1, стр. 199–206, 2016 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

87. CE Brewer, VJ Chuang, CA Masiello et al., «Новые подходы к измерению плотности и пористости биоугля», Биомасса и биоэнергия , том. 66, стр. 176–185, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

88. М. Дизбай-Онат, У. К. Вайдья, А. Г. Б. Джо и К. Т. Лунгу, «Подготовка и характеристика мезопористых активированных угольных адсорбентов, полученных из волокон льна, конопли и сизаля», Адсорбционная наука и технология , том. 36, нет. 1–2, стр. 441–457, 2018 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

89. J. Park, G. Lee, S. Hwang et al., «Влияние емкости хранения метана с использованием модернизированного активированного угля KOH», Applied Sciences , vol. 8, нет. 9, с. 1596, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

90. Айгюн А., Енисой-Каракаш С., Думан И. Производство гранулированного активированного угля из фруктовых косточек и скорлупы орехов и оценка их физических, химических и адсорбционных свойств // Микропористые и мезопористые материалы .5408, том. 66, нет. 2–3, стр. 189–195, 2003 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

91. С. Виджиткосум и П. Дживнок, «Элементный состав биоугля, полученного из сельскохозяйственных отходов для улучшения почвы и связывания углерода», Applied Sciences , vol. 9, нет. 19, с. 3980, 2019.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

92. М. Ахмад, С. С. Ли, X. Доу и др., «Влияние температуры пиролиза на свойства биоугля, полученного из соевой соломы и скорлупы арахиса, и адсорбция ТХЭ в воде», Биоресурсная технология , вып. 118, стр. 536–544, 2012.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

93. П. Деви и А. К. Сароха, «Влияние температуры на свойства биоугля во время пиролиза шлама бумажной фабрики», International Journal of ChemTech Research , vol. 5, нет. 2, pp. 682–687, 2013.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

94. Z. Wang, K. Liu, L. Xie, H. Zhu, S. Ji, and X. Shu, «Effects влияния времени пребывания на характеристики биоуглей, полученных совместным пиролизом осадков сточных вод и стеблей хлопчатника», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 142, ID статьи 104659, 2019.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

95. Б. Чжао, Д. О’Коннор, Дж. Чжан и др., «Влияние температуры пиролиза, скорости нагрева и времени пребывания на биоуголь, полученный из стеблей рапса», Journal of Cleaner Production , vol. . 174, стр. 977–987, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

96. K. H. Kim, J.-Y. Ким, Т.-С. Чо, Чой Дж. В., «Влияние температуры пиролиза на физико-химические свойства биоугля, полученного в результате быстрого пиролиза сосны смоляной (Pinus harda)», Биоресурсная технология , вып. 118, стр. 158–162, 2012 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

97. L. Rosendahl, Biomass Combustion Science, Technology and Engineering , Elsevier, Амстердам, Нидерланды, 2013 г.

98. Обзоры устойчивой энергетики , том. 4, нет. 1, стр. 1–73, 2000.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

99. R. C. Brown and K. Wang, Fast Pyrolysis of Biomass: Advances in Science and Technology , Royal Society of Chemistry, Croydon, UK, 2017.

100. J. Waluyo, I. and Makertihartha Х. Сусанто, «Пиролиз с промежуточной скоростью нагрева скорлупы косточек пальмы: влияние температуры и катализатора на распределение продукта», в AIP Conference Proceedings , AIP Publishing, College Park, MD, USA, 2018.

     Посмотреть по адресу:

     Google Scholar

101. Н. Ягер, Дж. Нойманн, А. Апфельбахер, Р. Дашнер и А. Хорнунг, «Два десятилетия промежуточного пиролиза: важный шаг к использованию биомасел для ТЭЦ, ” in Proceedings of the 25th European Biomass Conference and Exhibition, EUBCE 2017 , Стокгольм, Швеция, июнь 2017 г. и С. Поулстон, «Промежуточный пиролиз и каталитическая паровая конверсия пивной дробины», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 103, стр. 328–342, 2013.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

102. И. Ю. Мохаммед, Ф. К. Кази, С. Юсуп, П. А. Алаба, Ю. Мухаммад Сани, Ю. А. Абакр, «Каталитический промежуточный пиролиз травы поганки в реакторе с неподвижным слоем с ZSM-5, HZSM-5 и цинком. -обмененный цеолит-А в качестве катализатора», Energies , vol. 9, нет. 4, стр. 1–10, 2016 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Академия Google

103. Х. Чен, «Технология конверсии лигноцеллюлозной биопереработки», Лигноцеллюлозная биопереработка, инженерия , Woodhead Publishing: Cambridge, UK, pp. 87–124, 2015.

     Просмотр по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

104. A. Oasmaa and C. Peacocke, Руководство по характеристике физических свойств жидкостей для быстрого пиролиза, полученных из биомассы , Центр технических исследований Финляндии в Эспоо, Эспоо, Финляндия, 2001.

105. Т. Бриджуотер, «Проблемы и возможности быстрого пиролиза биомассы: часть I», Johnson Matthey Technology Review , vol. 62, нет. 1, стр. 118–130, 2018 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

106. Янг Ю., Браммер Дж. Г., Уади М. и др., «Характеристика масел промежуточного пиролиза, полученных из отходов, для использования в качестве топлива для дизельных двигателей», Fuel , vol. 103, стр. 247–257, 2013.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Академия Google

107. Дж. Саманья, А. Хорнунг, А. Апфельбахер и П. Вейл, «Характеристики верхней фазы бионефти, полученной в результате совместного пиролиза осадка сточных вод с древесиной, семенами рапса и соломой», Журнал Аналитический и прикладной пиролиз , том. 94, стр. 120–125, 2012.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

108. М. Балат, М. Балат, Э. Кыртай и Х. Балат, «Основные пути термоконверсии биомассы в топливо и химикаты. Часть 1: системы пиролиза», Преобразование энергии и управление , vol. 50, нет. 12, стр. 3147–3157, 2009.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

109. С. Черник и А. В. Бриджуотер, «Обзор применения масла для быстрого пиролиза биомассы», Energy & Fuels , vol. 18, нет. 2, стр. 590–598, 2004.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

110. Дж. Лехто, А. Оасмаа, Ю. Солантауста, М. Кито и Д. Кьярамонти, «Обзор качества мазута и сжигание биотоплива быстрого пиролиза из лигноцеллюлозной биомассы», Прикладная энергия , том. 116, стр. 178–190, 2014.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

111. Азад А. К., Расул М., Джаннанджело Б. и Ислам Р., «Сравнительное исследование производительности и выбросов дизельных двигателей с биодизельным топливом из соевых бобов и отработанных масел», International Journal of Automotive & Machine Engineering , об. 12, 2015.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

112. Дж. Ван Герпен, Р. Прушко, Д. Клементс и Г. Ноте, «Технология производства биодизеля», стр. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии , том. 1617, стр. 80401–83393, 2004.

     Просмотр по адресу:

     Google Scholar

113. Махаджан А., Ахлувалиа А. и Махаджан П. Свойства биодизеля, произведенного из различных масличных культур, Международный журнал Экологические науки и технологии , том. 1, нет. 4, pp. 26–29, 2011.

     Просмотр по адресу:

     Google Scholar

114. Хамдан, А. Мохаммад и Д.А.5407 Международный журнал тепловой и экологической инженерии , том. 11, нет. 1, 2016.

     Посмотреть по адресу:

     Google Scholar

115. М. Т. Чайчан, «Характеристики сгорания и выбросов для дизельного двигателя с прямым впрыском, работающего в режиме низкотемпературного сгорания (LTC) с частичным предварительным смешиванием (PPCI)», International Journal of Машиностроение (IIJME) , том. 2, нет. 10, стр. 7–16, 2014 г.

     Посмотреть по адресу:

     Google Scholar

116. Q. Zhang, J. Chang, T. Wang и Y. Xu, «Обзор свойств масла для пиролиза биомассы и исследования по улучшению», Energy Conversion and Management , vol. 48, нет. 1, стр. 87–92, 2007 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

117. С. К. Хукман, А. Брох, К. Роббинс, Э. Сенисерос и М. Натараджан, «Обзор биодизельного состава, свойств и спецификаций», Renewable and Sustainable Energy Reviews , vol. 16, нет. 1, стр. 143–169., 2012.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

118. Q. Lu, X.-L. Ян и X.-Ф. Чжу, «Анализ химических и физических свойств бионефти, полученной пиролизом из рисовой шелухи», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , vol. 82, нет. 2, стр. 191–198, 2008 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

119. А. С. Силитонга, Х. Х. Масьюки, Т. М. И. Малия, Х. К. Онг, В. Т. Чонг и М. Х. Боосро, «Обзор свойств биодизельных дизельных смесей из пищевого и непищевого сырья», Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии , vol. 22, стр. 346–360, 2013 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

120. С. Т. Эль Шелтави, Э. Г. Аль-Саккари и М. М. К. Фуад, «Тенденции и перспективы преобразования отходов в энергию: обзор», в Waste Management and Resource Efficiency , стр. 673–684, Springer, Берлин, Германия, 2019 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

121. М. Барц, М. К. Деливанд и К. Динклер, «Сельскохозяйственные отходы — перспективный источник для производства биогаза в развивающихся странах тропических и субтропических регионов», Revista Forestal Mesoamericana Kurú , vol. 16, нет. 38, стр. 2–12, 2019.

     Просмотр по адресу:

     Google Scholar

122. К. Дель Позо, Х. Бартроли, С. Алье, Н. Пюи, Э. Фабрегас и Э. Фабрегас, « Производство антиоксидантов и других соединений с добавленной стоимостью из кофейной серебристой пенки путем пиролиза с применением метода биопереработки», Waste Management , vol. 109, стр. 19–27, 2020 г.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Академия Google

123. C. Del Pozo, J. Bartrolí, S. Alier, N. Puy, E. Fàbregas и E. Fàbregas, «Производство, идентификация и количественная оценка антиоксидантов в результате обжига и пиролиза виноградных выжимок», Технология обработки топлива , том. 211, с. 106602, 2021.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

124. Q. Yang, H. Zhou, P. Bartocci et al., «Предполагаемый вклад пиролиза биомассы в цели Китая по сокращению выбросов углерода и использованию возобновляемых источников энергии к 2050 году», Nature Communications , vol. 12, нет. 1, стр. 1–12, 2021.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

125. J. ̃O. Сантос, Х. Джахангири, М. Асиф Башир, А. Хорнунг и М. Уади, «Обновление бионефти из промежуточного пиролиза отходов биомассы с использованием стального шлака в качестве катализатора», ACS Sustainable Chemistry & Engineering , об. 8, нет. 50, стр. 18420–18432, 2020.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Академия Google

126. Дж. Сантос, М. Уади, Х. Джахангири и А. Хорнунг, «Термохимическая конверсия сельскохозяйственных отходов с применением различных температур риформинга», Технология обработки топлива , том. 203, ID статьи 106402, 2020.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

127. Мартинес Дж. Д., Кампузано Ф., Кардона-Урибе Н., Аренас С. Н. и Муньос-Лопера Д. Повышение ценности изношенных покрышек путем промежуточного пиролиза с использованием двухшнекового реактора непрерывного действия: эксплуатационные характеристики, стр. 9.5407 Управление отходами , том. 113, стр. 404–412, 2020.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

128. Астонский университет, «Промежуточный пиролиз», 2020 г., https://www2.aston.ac.uk/eas/research/groups/ebri/research/pyrolysis/intermediate-pyrolysis.

     Посмотреть по адресу:

     Google Scholar

129. L. Rosendahl, Biomass Combustion Science, Technology and Engineering , Woodhead Publishing Limited, Oxford, UK, 2013.

130. Р. Х. Вендербош, «Критический взгляд на каталитический пиролиз биомассы», ChemSusChem , vol. 8, нет. 8, стр. 1306–1316, 2015.

     Посмотреть по адресу:

     Сайт издателя | Google Scholar

Авторское право

Авторское право © 2021 Deodatus Kazawadi et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Микроволновый пиролиз шлама: обзор | Исследование устойчивой окружающей среды

• Обзор
• Открытый доступ
• Опубликовано: 01 апреля 2022 г.

• Шаобай Ли ORCID: orcid.org/0000-0001-5121-1607 ¹ ,
• Цайся Ли ¹ и
• Чжиго Шао ²  

Устойчивое исследование окружающей среды том 32 , номер статьи: 23 (2022) Процитировать эту статью

• 2678 доступов

• 4 Цитаты

• Детали показателей

Abstract

Как экологически чистая технология рекуперации энергии, микроволновый пиролиз обладает огромным потенциалом развития в сфере обработки шламовых ресурсов. В этой статье всесторонне рассматривается прогресс в области микроволнового пиролиза шлама с акцентом на механизмы и состояние разработки оборудования для микроволнового пиролиза. Также обсуждается влияние температуры пиролиза, скорости нагрева, микроволновых поглотителей, свойств шлама и катализаторов на эффективность микроволнового пиролиза и его продуктов. Наконец, резюмируются различия по сравнению с обычным пиролизом. Предполагается, что целевые продукты можно контролировать направленно, изменяя условия пиролиза и исследуя вредные продукты, образующиеся в процессе микроволнового пиролиза. Предлагаются направления будущих исследований, которые помогут последующему широкому применению технологии микроволнового пиролиза при обработке осадка.

1 Введение

В последние десятилетия объемы сброса избыточного ила и производства нефтешлама увеличиваются вместе с расширением отрасли очистки сточных вод и нефтехимической промышленности, достигая годовой производительности 90 и 3 млн т соответственно [1, 2]. Осадок сточных вод содержит большое количество патогенных бактерий, микроэлементов металлов и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и других токсичных загрязнителей. Помимо упомянутых выше, нефтешлам также содержит радиоактивные материалы [3]. Шлам очень скоропортящийся, а токсичные вещества ограничивают полезное применение ила, увеличивая стоимость обработки ила, что представляет значительную опасность для окружающей среды и здоровья. Кроме того, шлам содержит большое количество органических веществ, которые можно перерабатывать с помощью адекватных технологий для снижения загрязнения и использования в качестве возобновляемых источников энергии [4, 5].

Обычные технологии обработки в основном включают обезвоживание шлама на свалку, биологическую обработку и термическую обработку, но эти технологии все же имеют некоторые недостатки. Например, затвердевший ил для захоронения требует отвода земли и представляет серьезную опасность для окружающей среды [6]. Биологическая обработка в основном использует микробы и растения для восстановления или использует компостирование ила для подготовки почвенных поправок, таких как компост ила, анаэробное сбраживание, которое просто в эксплуатации и имеет большой потенциал для успеха, но требует времени и чувствительно к температуре, а также имеет многих других факторов, влияющих на эффективность, и трудно поддается контролю [6]. Термическая обработка имеет определенные преимущества для рекуперации энергии и уменьшения объема шлама, включая сжигание, газификацию, сжижение и пиролиз. Первые три условия могут полностью убить болезнетворные микроорганизмы и повторно использовать теплотворную способность, но другие ресурсы используются не полностью. Он также выбрасывает токсичные вещества, опасные для окружающей среды и здоровья, и даже создает проблему потребления энергии. Напротив, пиролиз экономически эффективен и не создает вторичного загрязнения, что играет важную роль в сокращении твердых отходов и рекуперации энергии [7].

Пиролиз представляет собой процесс, при котором материалы нагревают в бескислородной атмосфере, при этом сначала происходит улетучивание, дегидратация, дегидрирование и декарбоксилирование органических компонентов, а затем следует пиролиз или каталитический пиролиз тяжелых соединений или кокса, который может привести к образованию остатков пиролиза (биоуголь), пиролизное масло (бионефть) и пиролизный газ (синтез-газ). Пиролиз подразделяют на обычный пиролиз (КП) и микроволновый пиролиз (СВП) по методам нагревания [7]. Температура пиролиза ЦП высока, что приводит к расходу значительного количества тепла и усложнению работы, что приводит к проблеме вторичного потребления энергии. По сравнению с ХП МВП имеет более низкую температуру пиролиза и высокую степень использования энергоресурсов [5]. На МВП можно получать высококачественные продукты пиролиза, которые широко используются для регенерации и утилизации биомассы и других органических отходов.

В этой статье рассматривается ход исследований MWP осадка с точки зрения механизмов пиролиза, различия между MWP и CP, а также состояния разработки оборудования MWP. Затем обсуждаются влияние температуры пиролиза, скорости нагрева, поглотителей микроволн, свойств шлама и катализаторов на эффективность MWP и характеристики продуктов. Кроме того, анализируются вредные продукты в MWP. Благодаря обзору недавней литературы углубляется понимание процесса шлама MWP, и ожидается, что разумный выбор параметров процесса пиролиза и обработка вредных веществ осуществит извлечение продуктов направленного действия в MWP. Наконец, потенциальные направления исследований шлама MWP в будущем выдвинуты, чтобы помочь в применении MWP для обработки ила.

2 Методы

2.1 Механизмы микроволнового пиролиза

Микроволны представляют собой высокочастотные электромагнитные волны с частотами от 300 МГц до 300 ГГц. 2450 МГц — одна из наиболее часто используемых частот в промышленности. Распределение температуры и направления теплопередачи при обычном электрическом нагреве и микроволновом нагреве показано на рис. 1 [8]. Как показано на рис. 1, обычный электрический нагрев сначала нагревает поверхность материалов, а затем тепло передается внутрь материалов, тогда как микроволновый нагрев начинается изнутри, а затем передает тепло на поверхность материалов.

Схематическая диаграмма температуры при обычном нагреве и микроволновом нагреве [8]

Увеличенное изображение

При КП на поверхности шлама образуется толстый слой науглероживания, не способствующий теплоотдаче, что приводит к высокой температуре поверхности и низкой внутренней температуре шлама [9]. Тепло- и массоперенос продуктов пиролиза идут в противоположных направлениях, что в сочетании с влажностью и высокой вязкостью приводит к высокой локальной температуре и низкой эффективности пиролиза. Наоборот, при микроволновом нагреве формируется постепенно уменьшающийся градиент температуры от внутренней части материалов к внешней поверхности. Высвобожденное летучее вещество диффундирует изнутри к внешней поверхности в том же направлении переноса. Как правило, эффективность преобразования электромагнитной энергии в тепловую может достигать 80–85% за счет контроля мощности микроволн и эффективного поглощения микроволн материалами. Таким образом, по сравнению с ХП, МВП может более эффективно способствовать теплообмену и массообмену летучих продуктов.

Взаимодействие между микроволновой энергией и веществом можно разделить на поглощение, передачу и отражение. Поэтому материалы делятся на следующие три типа [10]:

(1) Поглотители микроволн: эти материалы могут поглощать микроволны, что приводит к быстрому нагреву среды. (2) Материалы, прозрачные для микроволн: микроволны могут проходить через эти материалы без каких-либо потерь. (3) Материалы, отражающие микроволны, через которые микроволны не могут проникнуть и отражаются без связи энергии или с очень незначительной энергией.

2.2 Микроволновое оборудование для пиролиза

2.2.1 Основное оборудование

В настоящее время промышленное применение технологии MWP не реализовано из-за строгих требований безопасности. Разработка и проектирование оборудования МВД в промышленных масштабах стало актуальной проблемой, требующей решения [11]. Оборудование MWP аналогично оборудованию CP, как показано на рис. 2 [12], в основном включает устройство для газа-носителя, транспортировку материалов, микроволновую печь, определение температуры, разделение нефти и газа и сбор газа. Среди них наиболее важной частью является микроволновое устройство, состоящее из двух основных частей: микроволнового генератора (магнетрона) и микроволновой реакционной камеры. Магнетрон управляется электронным регулятором температуры, который мгновенно включает и выключает магнетрон и управляет процессом нагрева в соответствии с мгновенностью микроволнового нагрева. Реактор помещается в микроволновую реакционную камеру, где материалы поглощают микроволновое излучение и превращают его в тепло.

Схема сборки реактора подготовки СВЧ [12]. 1 – микроволновый резонатор; 2 – кварцевый реактор; 3 – волновод; 4 – магнетрон; (5) ПК с алгоритмом нечеткой логики; (6) силовой регулятор; 7 – термометр инфракрасного излучения; 8 – расходомер газа; 9 – узел сбора смолопродуктов; 10 – узел сбора продуктов газообразования.

Изображение полного размера

2.2.2 Измерительная система

Точное измерение различных параметров в процессе MWP может помочь в анализе и оптимизации рабочего процесса MWP [13]. Температура является важным параметром в MWP, и история развития высокоточных систем измерения температуры относительно длинная. Раньше для измерения температуры пиролиза в основном использовались термопары и инфракрасные оптические пирометры. Домингес и др. [14] измерили внутреннюю температуру биомассы с помощью термопары и откалибровали температуру с помощью оптического пирометра в MWP и обнаружили, что температура, измеренная оптическим пирометром, представляет собой среднюю температуру пиролиза материалов, когда процесс достигает стационарного состояния. Однако традиционные термопарные и оптические пирометры неудобны в использовании из-за отсутствия автоматического управления. Так, Chen [15] и Lam et al. [16] подключили термопары к персональным компьютерам через системы сбора данных, реализуя измерение температуры в реальном времени. Позже Чауки и соавт. [13] сравнили и проанализировали традиционную термопару и оптический пирометр в процессе измерения и обнаружили различие между измеренной температурой и температурой материалов, что может быть связано с интерференцией между электромагнитным полем и термопарой. Следовательно, с точки зрения мер по улучшению, снижение помех между электромагнитным полем и термопарой может помочь повысить точность измерения температуры с одной стороны, пытаясь сделать термопару способной измерять общую температуру материалов, что также может исключить измерение температуры. ошибки.

Farag и Chaouki [17] использовали воздушный термометр в MWP для измерения общей температуры материалов с неравномерным температурным градиентом. По сравнению с традиционными методами измерения воздушный термометр может уменьшить ошибки измерения и обеспечить более точные термодинамические параметры для кинетического анализа процесса пиролиза.

В дополнение к температуре изменение массы материалов также является важным параметром тепло- и массопереноса при анализе кинетики MWP. Первый микроволновый термогравиметрический анализатор (MW-TGA) был построен Фарагом и Чауки [17]. Система может в режиме реального времени отслеживать вес материалов на разных стадиях реакции. Фараг и др. [18] усовершенствовали систему MW-TGA, соединив выпускное отверстие реактора с коллектором продукта, который может одновременно измерять потерю веса и среднюю температуру материалов в режиме онлайн. Кроме того, эта система также может разделять продукты в разное время и при разной температуре.

2.2.3 Перемешивающее устройство в оборудовании для микроволнового пиролиза

Поглотители карбонизируются на поверхности шлама в процессе MWP из-за селективности микроволнового нагрева, что приводит к диэлектрическим потерям ила. Зона карбонизации по мере повышения температуры мгновенно образует высокотемпературные горячие точки [19]. Следовательно, полное смешивание поглотителей СВЧ и материалов может улучшить однородность поглощения СВЧ и температурного поля [13]. Кроме того, необходимо оптимизировать конструкцию перемешивающих устройств в оборудовании МВП для повышения однородности материалов по эффективному поглощению СВЧ-излучения.

Когда материалы состоят из мельчайших частиц, в камере облучения используется модальная мешалка для улучшения равномерного распределения микроволн, излучаемых магнетроном. Модальная мешалка расположена рядом с выходом микроволнового генератора в открытой зоне. Используя форму вращения лопасти из нескольких металлов, можно эффективно улучшить равномерное распределение эффективного микроволнового излучения [13].

2.2.4 Разногласия по поводу оборудования MWP

MWP представляет собой оптимизированную технологию пиролиза, в некоторой степени основанную на CP, которая повышает эффективность пиролиза, но все еще существуют некоторые разногласия по поводу процесса MWP. С точки зрения энергопотребления, CP может использовать отработанное промышленное тепло для удовлетворения потребностей и потреблять энергию низкого качества, в то время как MWP может использовать только качественную электрическую энергию, что приводит к потреблению энергии высокого качества. Для системы измерения температуры, поскольку требования к измерению температуры для MWP выше, чем для CP, необходимо дальнейшее развитие новых термометров, подходящих для MWP [13]. В настоящее время оптимизация термометров сосредоточена на двух аспектах: первый — оптимизация размера для повышения точности и уменьшения времени отклика термометров. Другой заключается в разработке материалов для изготовления термометров, минимизирующих воздействие микроволнового излучения. При проектировании микроволновых реакторов следует избегать использования отражающих материалов, таких как металлы, поскольку присутствие металлов может генерировать электрические дуги, которые могут повредить микроволновое оборудование. Кроме того, в устройствах MWP необходимы дополнительные инновации, помимо мешалки мод, для улучшения равномерного распределения микроволн в материалах [13].

3 Обсуждение

3.1 Факторы, влияющие на МРД

3.1.1 Температура МРД

Выход и состав газообразных, жидких и твердых продуктов в МРД тесно связаны с рабочей температурой. Твердофазные продукты в основном получают при низкой температуре и низкой скорости нагрева, тогда как газообразные продукты легко получают при высокой температуре и имеют длительное время пребывания, тогда как жидкофазные продукты легко получают при высокой температуре и имеют короткое время пребывания. 16]. Это коррелирует с разрывом различных связей при различных температурах. Алкильные группы C-H и карбонильные группы C=O расщепляются при температуре ниже 600 °C, но ароматические соединения расщепляются и снова восстанавливаются при высоких температурах [20]. В результате может снижаться выход жидкофазных продуктов, состоящих из ароматических углеводородов и алифатических углеводородов, и увеличиваться выход газофазных продуктов. Кроме того, в процессе пиролиза существует сложная кинетическая и термодинамическая связь. Высокая конечная температура пиролиза может изменить фазовое равновесие и увеличить испарение, уменьшая время пребывания пиролизного масла во вторичной реакции, и пиролизное масло быстро газифицируется. Затем сжижается в жидкую фазу после выхода из высокотемпературной зоны [21]. Таким образом, температура является одним из наиболее критических факторов MWP.

Температура также оказывает большое влияние на распределение продуктов. Чжан и др. [12] проанализировали распределение продуктов МВП и превращение азота в кокс, гудрон и газообразные продукты при различных температурах и показали, что температура играет важную роль в превращении азота в коксе, гудроне и газообразных продуктах. Выход биогазовой фракции, полученной при температуре выше 500 °С, составляет более 10 %, а выход смолы – менее 15 %. Большинство летучих выделяется в диапазоне температур 300–500°С, а при температуре выше 800°С производство кокса, гудрона и газа имеет тенденцию к стабилизации. Как сообщают Лин и др. [22], пиролизное масло, полученное из MWP, в основном образуется между 200 и 400 °C, повышение температуры пиролиза и увеличение времени пребывания не приводит к значительному улучшению выхода жидкой фазы.

Чтобы улучшить выход и качество продуктов пиролиза, можно оптимизировать температуру и добавить соответствующие катализаторы, способствующие образованию или разрушению некоторых функциональных групп. Лам и др. [23] использовали слой частиц активированного угля в инертных условиях для МРД отработанного масла и установили, что оптимальная температура пиролиза составляет 600 °С. При этой температуре продукты жидкой фазы в основном состоят из легких алканов и ароматических углеводородов, а извлечение составляет почти 75%, в то время как извлечение продуктов газовой фазы и твердой фазы является самым низким. Се и др. [20] изучали влияние температуры на выход и состав пиролитического масла и установили, что доля алифатических групп и ароматических углеводородов в продукте максимальна при температуре наибольшего выхода пиролизного масла, а доля кислорода и азота соединения самые низкие.

Лин и др. [24] провели пиролиз нефтехимического промышленного шлама с высоким содержанием влаги в многорежимной микроволновой печи при температуре 400–800 °С. Шлам имеет два пика пиролиза при 325–498 и 548–898 К на протяжении всего процесса, а пиролизное масло состоит в основном из ароматических углеводородов с атомным числом углерода в диапазоне С9–С14 и диапазоном теплотворной способности 36,4–38,5 МДж кг ^{− 1} . Одним словом, целевые продукты с более высокими выходами могут быть получены путем регулирования температуры пиролиза для реализации повторного использования ресурсов и снижения загрязнения.

3.1.2 Стратегия нагрева

Стратегия нагрева также является одним из основных параметров MWP, которые можно разделить на медленный пиролиз, быстрый пиролиз и мгновенный пиролиз [8]. Медленный пиролиз характеризуется скоростью нагрева < 1 К с ^– 1 , диапазоном температур 550–950 К и временем пребывания 450–550 с. Быстрый пиролиз характеризуется скоростью нагрева 10–200 К с ^– 1 , диапазоном температур 850–1250 К и временем пребывания 0,5–10 с. Флэш-пиролиз имеет скорость нагрева > 1000 К с ^− 1 , диапазон температур 1050–1300 К и время пребывания < 0,5 с [25]. Различные стратегии нагрева приводят к различным продуктам пиролиза, основными продуктами медленного пиролиза являются остатки пиролиза, а более высокая скорость нагрева благоприятна для образования жидких и газовых фракций.

Пиролиз органического вещества в осадке начинается только после испарения воды в КП, что противодействует комбинированному эффекту пиролиза и перегонки с водяным паром, что приводит к медленному повышению температуры и увеличению времени низкотемпературного пиролиза. Однако взаимодействие между испарением воды и пиролизом органического вещества проходит через весь процесс МВП, что значительно увеличивает скорость нагрева и способствует повышению выхода, качества и теплоты сгорания пиролизного масла [22]. Ван и др. [26] обработали отработанное транспортное масло по технологии MWP, и при высокой скорости нагрева (40 °C мин 9) было получено 66 % масс. пиролизного газа, 24 % масс. пиролизного газа и 10 % масс.0015 − 1 ) и температуре 600 °С. Пиролизное масло в основном состоит из углеводородов C9–C30, а теплотворная способность и регенерация энергии нефтешлама значительно улучшаются.

Хотя MWP может достичь такой же или более высокой температуры, чем CP за короткое время, существуют также некоторые узкие места. Во-первых, управление скоростью нагрева затруднено из-за влияния мощности микроволн. Во-вторых, высокая скорость нагрева может привести к таким проблемам, как трудности с конденсацией, что ограничивает промышленное применение технологии. Тем не менее, перспективы развития шлама MWP очень радужны благодаря развитию соответствующих исследований и оборудования для MWP.

3.1.3 Поглотители СВЧ

Диэлектрические потери поглотителей СВЧ становятся единственным источником тепла после завершения испарения воды. Таким образом, СВЧ-поглотители позволяют улучшить общую температуру в МВД, углубляя степень пиролиза шлама. Однако большинство органических компонентов шлама не являются поглотителями микроволн, а это означает, что ил нельзя напрямую нагреть до температуры, необходимой для пиролиза. Следовательно, смешивание шлама с микроволновыми поглотителями позволяет быстро достичь желаемой температуры пиролиза. Обычные поглотители микроволн включают графит, карбид кремния, активированный уголь, углеродное волокно, остатки пиролиза и полукокс из биомассы. При выборе поглотителей СВЧ следует руководствоваться следующими принципами: низкие экономические затраты; отсутствие загрязнения продуктов; токсичные вещества не образуются [27].

Графит и углерод в качестве поглотителей микроволн могут увеличить выход синтез-газа (H ₂  + CO). Домингес и др. [28] провели соответствующий экспериментальный анализ. Использование углерода в качестве поглотителя позволяет увеличить выход синтез-газа на 66%, а использование графита в качестве поглотителя позволяет значительно увеличить содержание углеводородов в газообразных продуктах. Что касается эффективности поглощения энергии SiC, остатков пиролиза и графита в качестве поглотителей микроволнового излучения, эффективность рекуперации энергии SiC выше, чем у графита и остатков пиролиза [29].]. Хотя SiC может лучше добиться сокращения шлама и восстановления ресурсов, но стоимость SiC высока, и нельзя игнорировать вредные газы и пыль, выбрасываемые остатками SiC в окружающую среду. Согласно экономическому анализу, смешение исходного шлама с его пиролизными остатками позволяет достичь высокой температуры пиролиза, что позволяет уменьшить объем шлама более чем на 80% и получить щелочные пористые углеродсодержащие остатки, горючие газы и жидкости, что обеспечивает хороший выбор для снижения потребления ресурсов [29].

Степень превращения метана при добавлении остатков пиролиза и активированного угля в разных условиях пиролиза различна. Активированный уголь имеет большую удельную поверхность в СП, который обладает лучшей каталитической активностью, чем остатки пиролиза. В условиях МВП степень превращения метана остатков пиролиза в качестве поглотителей значительно выше, чем у активированного угля. Твердые остатки образовывали расплавленные шарики после пиролиза из-за «микроволновой плазмы», генерируемой в MWP, которая заставляет Si/Al и другие материалы в остатках плавиться, а затем проходить через взаимодействие металла и микроволн, способствуя пиролизу [30].

Количество поглотителей может влиять на процесс MWP. Основные характеристики скорости образования продуктов жидкой/газовой фазы остаются неизменными, но скорость извлечения пиролизного масла сначала увеличивается, а затем снижается. При увеличении количества поглотителей скорость нагрева нефтешлама и выход продуктов (таких как нефть и газ) зависят от соотношения гранулированного активированного угля (ГАУ) и нефтешлама [15]. Теплота процесса нагрева не может обеспечить полный пиролиз, когда количество ГАУ слишком мало. А чрезмерное добавление может привести к серьезному закоксовыванию, что ведет к снижению выхода и качества пиролизного масла.

На данный момент совместный пиролиз шлама и другой биомассы стал текущим направлением исследований [31]. Смешивание нескольких видов сырья биомассы может углубить реакцию сопиролиза, повысить теплотворную способность продуктов пиролиза и снизить содержание неорганических и токсичных веществ, что имеет широкие перспективы применения. Хотя соответствующая литература подтвердила, что остатки пиролиза и другие поглотители микроволн присоединяются к пиролизу, но до сих пор остается неясным, как они могут поглощать микроволновую энергию, и необходимо дальнейшее углубление механизмов пиролиза.

3.1.4 Свойства шлама

Свойства шлама являются ключевыми факторами, влияющими на диэлектрические свойства шлама, такие как содержание влаги, содержание масла и размер частиц, которые имеют решающее значение для всего процесса пиролиза [5, 27]. Поэтому необходимо обсудить различные свойства шлама.

Содержание влаги

Влага в шламе является отличным поглотителем, быстрые изменения электрического поля микроволнового излучения заставляют вращаться диполь, что приводит к увеличению его коэффициента диэлектрических потерь с увеличением частоты микроволн. Влажность большей части шлама достигает 80 %, что существенно влияет на диэлектрические свойства шлама и глубину проникновения микроволн, тем самым повышая эффективность пиролиза [27].

Влага способствует образованию газофазных продуктов и оказывает определенное влияние на состав нефти, снижая выход кокса. Высокочастотная электромагнитная энергия микроволнового излучения непосредственно воздействует на химические связи, которые с большей вероятностью будут вибрировать, разрываться и дегидрировать, что приводит к более высокому выходу H ₂ [32]. Влага способствует образованию водорода и образует богатую паром атмосферу при высоких температурах пиролиза, что интенсифицирует эндотермическую реакцию с пиролизным паром [7], что приводит к усилению реакции между водяным паром и метаном с увеличением содержания влаги, и больше СН ₄ преобразуется в CO и H ₂ .

Для энергетического анализа Capodaglio et al. [33] использовали мономодальную микроволновую печь для пиролиза осадка сточных вод и оценили энергию, сравнив скорость восстановления пиролизного масла, указав, что извлекаемая энергия в пиролизном масле больше, чем энергия, потребляемая в фактическом процессе пиролиза. Поскольку в настоящее время не существует стандартизации процесса для MWP, в Таблице 1 обобщены выходы продуктов из шлама MWP при различном содержании влаги и рабочих условиях в различной литературе. Определена скорость извлечения пиролизного масла при различных процессах, что полезно для анализа энергетического баланса в процессе пиролиза.

Полноразмерная таблица

По сравнению с технологией CP технология MWP может сочетать сушку, обезвоживание и пиролиз с более высокой скоростью нагрева и более коротким временем пиролиза ила для шлама с повышенной влажностью. Однако чрезмерно высокое содержание влаги может привести к смешиванию водных фракций в пиролизном масле, снижая качество пиролизного масла [8].

Маслосодержание

Нефтесодержащие шламы обладают высокотоксичным и канцерогенным действием и очень опасны при высоком коэффициенте извлечения и содержании масла 10–50 % [2]. Однако нефть неполярна и отрицательно влияет на равномерный прогрев шлама в МВД. Высокое содержание масла приводит к низкой скорости нагрева шлама и увеличивает потребление энергии. Поэтому для повышения эффективности МВП и снижения энергопотребления необходимо добавлять поглотители СВЧ, а продукты его пиролиза имеют лучшее качество и более высокую стоимость [16]. Chen [15] использовал MWP для обработки шлама из резервуаров для хранения сырой нефти с помощью ГАУ, и массовые доли углерода и водорода в пиролизном масле составляют 67,6–72,1 и 10,4–14,2 % соответственно. Теплотворная способность пиролизного масла составляет примерно 33,2–36,8 МДж кг ^− 1 , которые можно использовать в качестве котельного топлива или сырья для производства бензина и дизельного топлива.

Лю и др. [37] провели МРД нефтешлама и получили выходы пиролиза 9,3 % масс. (син-газ), 85,9% масс. (пиролизное масло) и 4,7% масс. (биоуголь). Для ввода и вывода энергии выход полной химической регенерации энергии составляет 80%, а выход потерь энергии составляет 20%. Для крупномасштабных MWP можно повысить энергоэффективность. С учетом вышеуказанного выхода энергии и продуктов рекуперации в Таблице 2 обобщены продукты пиролиза, полученные MWP шлама с разным содержанием масла для энергетического анализа при разных условиях пиролиза. Из-за различий в составе шлама, оборудования МВД и условий работы пиролиза состав и выход продуктов пиролиза различны, а некоторые показатели эффективности пиролиза выражаются как эффективность нефтеудаления. В заключение из таблицы 2 видно, что часть выхода пиролизного масла относительно высока, что в полной мере свидетельствует о технической реализации МРД шлама с высоким содержанием масла. Однако, несмотря на широкие перспективы его применения, исследований по применению технологии МВП при очистке нефтешламов пока мало, а извлечение и утилизация пиролизного масла требуют испытаний на безопасность.

Полная таблица

Размер частиц шлама

Размер частиц шлама также является важным фактором в процессе пиролиза, который может влиять на интенсивность и распределение микроволнового поля, что влияет на эффективность поглощения микроволн илом [27].

Влияние размера частиц ила на MWP в основном заключается в следующем: (1) скорость нагревания частиц ила и скорость осаждения летучих веществ; 2) скорость тепломассопереноса; и (3) площадь контакта между газом/твердой фазой и катализом между газом/твердой фазой [14]. В основном удельная поверхность шлама увеличивается с уменьшением размера частиц ила, что способствует катализу твердой фазы и увеличению продуктов газообразной фазы [14]. В настоящее время исследований влияния размера частиц ила на МВП и механизмов его действия немного, и необходимо срочно провести соответствующие исследования.

3.1.5 Катализаторы

Помимо вышеперечисленных факторов, добавление соответствующего количества катализатора в MWP может эффективно снизить энергию активации реакции пиролиза и температуру, необходимую для реакции, что дает возможность технологии MWP при применении переработка шлама [35]. Добавление катализаторов в процесс пиролиза может улучшить выход и качество пиролизного газа, а также реализовать направленное производство. Однако увеличивается время пребывания пиролизного пара через катализатор, что легко приводит к пиролизу и карбонизации летучих соединений, что снижает выход пиролизного масла. Для остатков пиролиза использование катализаторов может повысить выход остатков пиролиза [20].

Обычно используемые катализаторы представляют собой в основном цеолитные катализаторы (ZSM-5, HZSM-5) и катализаторы на основе оксидов металлов (CaO, Fe ₂ O ₃ ) и т. д. Выход пиролизного масла снижается при использовании ZSM-5. в качестве катализатора в МВП шлама. Благодаря высокой селективности ЗСМ-5 к ароматическим соединениям улучшается качество пиролизного масла [34]. Как сообщают Xie et al. [20], катализатор HZSM-5 обладает высокой стабильностью в процессе микроволнового пиролиза шлама, и сообщают о влиянии температуры пиролиза и соотношения катализатора на распределение продуктов и состав пиролизного масла. Когда CaO и Fe ₂ O ₃ в качестве катализаторов, CaO способствует получению пиролизного газа в процессе MWP, а Fe ₂ O ₃ лучше подходит для пиролизного масла. Кроме того, на катализатор влияет температура пиролиза в МВП. Качество пиролизного масла, катализируемого CaO, имеет наилучшее качество при 800 °C, и CaO может направленно катализировать производство больших количеств H ₂ . Однако Fe ₂ O ₃ может направленно катализировать образование больших количеств CH ₄ при 900 °С [35].

В связи с быстрым повышением температуры и непродолжительным процессом пиролиза материалов при МВП может происходить дезактивация катализаторов, вызванная спеканием и закоксовыванием при высокой температуре пиролиза. Поэтому для эффективного использования катализаторов в МВП следует выбирать соответствующую температуру пиролиза.

3.2 Вредные продукты при МРД ила

По сравнению с ХФ шлам МРД производит меньше вредных веществ, но все же образуются вредные компоненты, которые воздействуют на окружающую среду. Поэтому в данном разделе будут проанализированы вредные продукты, образующиеся в процессе обработки осадка по технологии МВП.

3.2.1 Вредные газообразные продукты

Содержание органических компонентов в остатках шлама постепенно уменьшается с повышением температуры МВП, таких как C, H, O и N. Эти элементы образуют H ₂ , CH ₄ и CO и некоторые нефтесодержащие продукты, содержащие азот или кислород [29]. CO ₂ , генерируемый MWP, может самоулетучиваться с остатками шлама, что приводит к концентрациям CO ₂ и CH ₄ в газопродуктах MWP на 50 и 70% ниже, чем в газопродуктах CP соответственно [ 39]. По следующим причинам, за исключением электромагнитной энергии, действующей на химические связи, чем выше температура MWP, тем больше она способствует реакции конверсии вода/газ и крекингу длинноцепочечных алканов. Присутствие водяного пара способствует реакции паровой конверсии летучих веществ и частичной газификации твердых углеродсодержащих веществ, что приводит к увеличению образования СО с повышением температуры [40]. Между тем, риформинг метана вызывается гетерогенной реакцией между твердыми остатками и летучими веществами при содействии микроволн, что может объяснить снижение содержания СО ₂ и СН ₄ , а также увеличение образования Н ₂ и СО в газе, полученном с МВП [32]. В то же время процесс MWP резко снижает образование H ₂ S [14, 15]. На рисунке 3 показан путь образования H ₂ S в процессах MWP и CP. Первые три пути существуют в обоих пиролизах, тогда как четвертый путь существует только в CP. Из рис. 3 видно, что путь образования H ₂ S в процессе пиролиза следующий [41]:

Превращения серы в процессах пиролиза [41]

(1) Нестабильная структура меркаптана в шламах распадается до H ₂ S при температуре ниже 300 °C. (2) Нестабильные алифатические соединения S в смоле разлагаются до H ₂ S при 300–500 °C. 3. Ароматические соединения S в смоле разлагаются до H ₂ S при 500–800 °C. 4. Стабильные соединения тиофена-S разлагаются до H ₂ S при 700–800 °C в CP.

Разложение соединений ароматической S и тиофеновой S привело к значительному увеличению выхода H ₂ S в CP. Однако CaO в коксе способствует реакции с H ₂ S из-за его уникальных характеристик нагрева и короткого времени пребывания в MWP, а вторичный крекинг соединений тиофена-S ингибируется, что значительно снижает образование H ₂ S [ 41]. Более высокая температура пиролиза MWP также способствует превращению серы в неорганическую серу с более высокой стабильностью пиролизного углерода. Кроме того, микроволны уменьшают удельную поверхность биоугля, что также способствует отверждению сернистых элементов в осадке [29].].

В заключение, технология MWP снижает выброс углекислого газа и сероводорода, повышает теплотворную способность пиролизного газа и снижает вред для окружающей среды.

3.2.2 ПАУ

ПАУ обладают антибиоразлагаемостью и канцерогенностью, а жидкофазные продукты, получаемые из шламов ХФ, содержат большое количество ПАУ, которые в основном образуются двумя путями [32, 42, 43]:

(1) Реакция Дильса-Альдера для образования ПАУ. В то время как алканы генерируют олефины и диены в реакциях дегидрирования, а циклизация и последующая ароматизация генерируют ароматические соединения во время пиролиза с образованием ПАУ, микроволны могут усиливать реакцию Дильса-Альдера для циклизации отдельных алкенов и сопряженных диенов (включая их производные) при более высоких температурах с образованием большего количества ПАУ. циклогексен и его производные [32, 42]. Его механизмы показаны на рис. 4. (2) В реакции вторичного пиролиза легкие ароматические углеводороды конденсируются с ацетиленом с образованием небольшого количества ПАУ в газовой фазе.

Реакция Дильса–Альдера образования полициклических ароматических углеводородов [42]

Образование ПАУ тесно связано с условиями пиролиза в МСД, высокая скорость нагрева увеличивает скорость испарения органические пары, вызывающие быстрое гашение легких ароматических соединений и тормозящие реакцию конденсации. Поэтому до завершения пиролиза могут сохраняться функциональные группы, такие как алифатические и окисляющие соединения шлама, и не будут образовываться полициклические ароматические соединения [28]. ПАУ в основном присутствуют в жидких продуктах по содержанию ПАУ в трехфазных продуктах после пиролиза. Интенсивность крекинга и дегидрирования в MWP может снизить содержание высокомолекулярных ПАУ и улучшить качество синтез-газа, что приведет к снижению содержания ПАУ в газофазных продуктах. Что касается типов ПАУ, содержащихся в твердых остатках, Lin et al. [44] измерили около 26 ПАУ в остатках МВП, в том числе 16 ПАУ и 10 нитро-ПАУ. При температуре пиролиза 800 °С основными ПАУ являются 2–3 кольца нафталина, фенантрена и антрацена, содержание которых значительно снижено. Наименьшее содержание 5–6 колец бенз(а)пирена, индено(1,2,3-cd)пирена и дибензо(а,з)антрацена. Как сообщают Xu et al. [45], остатки после высокотемпературного пиролиза почти не содержат более 4-кольцовых ПАУ. MWP может производить меньше ПАУ, чем CP, за счет выбора соответствующих параметров пиролиза для снижения риска токсичности.

3.2.3 Ионы тяжелых металлов в твердой и жидкой фазах

Остатки MWP оказывают значительное иммобилизирующее действие на ионы тяжелых металлов, значительно снижая количество растворенных тяжелых металлов. Механизмы иммобилизации тяжелых металлов заключаются в том, что углерод, полученный из MWP, имеет небольшие поры за счет выбора соответствующей температуры пиролиза и может придать остаткам стеклообразный вид и повысить эффективность фиксации тяжелых металлов, что снижает способность к выщелачиванию органических веществ и тяжелых металлов.

В процессе пиролиза механизмы миграции металлов следующие [1]: слабокислотная экстракция металлического состояния за счет дегидратационной функции консолидации, разложение, постепенно переходящее в состояние окисления или состояние остатка. По мере повышения температуры пиролиза стекловидные остаточные решетки повреждаются и ускоряют высвобождение тяжелых металлов, что приводит к снижению содержания остаточного состояния тяжелых металлов. Между тем, некоторая часть органического вещества ускользает при высокой температуре, а состояние остатка тяжелого металла высвобождается в окружающую среду, часть адсорбируется частицами, остальное реагирует с образованием восстанавливаемого состояния. Таким образом, в МВП формируется сильнощелочная среда, в результате чего на поверхности образуется большое количество частиц, содержащих металлические элементы, что способствует устойчивости тяжелых металлов [1, 46]. Схематическая диаграмма миграции металлов в процессе пиролиза представлена ​​на рис.  5.

Схематическая диаграмма миграции металлов в процессе пиролиза [1].

Увеличить

Кроме того, после пиролиза шлама при высоких температурах могут быть получены некоторые остатки пиролиза стеклования. На рисунке 6 показана диаграмма SEM остатков, полученных после CP и MWP шлама. Видно, что в отличие от пористой текстуры остатков, генерируемых ХФ, твердые остатки МВП имеют стеклообразную форму, а оставшиеся в остатках тяжелые металлы могут быть плотно внедрены в стеклообразные остатки [39].].

СЭМ-микрофотографии твердых остатков, полученных в электрических (Vef) и микроволновых печах (Vmw) [39]

Изображение в полный размер

Для жидкофазных продуктов Lam et al. [23] выполнили нефтешлам в МВД и установили, что содержание ионов тяжелых металлов в пиролизном масле значительно снижено, Cd и Cr уменьшились на 46 и 32% соответственно, а общее содержание Cu, Ni, Pb, Zn и Fe снизился на 93–97%. Возможны три причины снижения содержания ионов тяжелых металлов в пиролизном масле, полученном по технологии МВП [13]:

(1) Микроволны создают локальные горячие точки, которые ослабляют силу связи между металлом и четырьмя различными кольцами атомов азота в порфириновом кольце и способствуют высвобождению ионов металлов из пиролизного масла в твердые остатки. (2) В пиролизном масле ионы тяжелых металлов существуют в форме полярных солей, что значительно увеличивает способность удаления тяжелых металлов. (3) Различие в диэлектрических свойствах и магнитных свойствах поглотителей улучшает селективность удаления ионов тяжелых металлов из пиролизного масла и не влияет на выход пиролизного масла.

В заключение следует отметить, что содержание тяжелых металлов в пиролизном масле эффективно снижается после обработки шлама методом MWP, что свидетельствует о существенном влиянии микроволнового излучения и добавления поглотителей на отверждение тяжелых металлов в остатках пиролиза. Однако более подробные сведения, такие как взаимодействие компонентов комплекса и иммобилизация свободных ионов тяжелых металлов в процессе MWP, не выяснены, а также режим обработки пироуглерода после обогащения тяжелыми металлами и поведение миграции тяжелых металлов в газообразных продуктах пиролиза. также нуждаются в дополнительном изучении.

3.3 Краткое изложение MWP

3.3.1 Различия между CP и MWP

В настоящее время отрасль MWP имеет широкие перспективы. В целом из-за уникальности метода СВЧ-нагрева существует множество различий в режиме нагрева материалов, технологического оборудования, влияющих факторов процесса пиролиза и продуктов пиролиза. Органические компоненты сырья поглощают микроволновую энергию в МВП, что разрушает ответвления и часть основного скелета органических макромолекул с образованием свободнорадикальных углеродных цепей. Эти небольшие молекулярные фрагменты рекомбинируют с образованием продуктов конденсации, таких как ароматические углеводороды, алифатические углеводороды и некоторые неконденсируемые продукты. Эти продукты выделяются из остатков пиролиза в виде летучих соединений и выводятся из системы пиролиза с газом-носителем [47]. Высокая эффективность микроволнового нагрева может ингибировать вторичную реакцию в твердой фазе и улучшить качество пиролизного масла и пиролизного газа. В этом разделе также проводится различие между CP и MWP, как показано в таблице 3.

Полноразмерная таблица

3.3.2 Возможность вторичной переработки продуктов MWP

В форме микроволнового нагрева управляемость и непосредственность температуры MWP способствуют фиксации обогащали металлами углеродсодержащую матрицу, уменьшая тем самым возможность выхода в пищевую цепь в почве [48]. Биоуголь можно использовать в качестве поглотителя микроволн для переработки продуктов для участия в пиролизе на месте. Кроме того, было показано, что он также имеет множество применений, таких как твердое топливо, кондиционер почвы и применение для очистки дымовых газов, строительные материалы или восстановление загрязненных участков. Полученное пиролитическое масло может заменить некоторые ископаемые виды топлива, а также использоваться для производства энергии и химикатов или использоваться в качестве заменителя асфальта [5]. Однако оценка характеристик риска пиролизного масла должна проводиться систематически для безопасного использования [49].]. Микроволны могут способствовать гетерогенным каталитическим реакциям, взаимодействуя с биоуглем с образованием микроплазмы и горячих точек, что помогает увеличить содержание синтез-газа в биогазе для замены биогаза [47].

4 Выводы

Исследования шлама микроволнового пиролиза в основном сосредоточены на дифференциации MWP и CP и оптимизации процесса микроволнового пиролиза, в то время как исследований механизмов микроволнового пиролиза, преобразования энергии, тепломассопереноса и другие вопросы. Несмотря на то, что условия пиролиза (температура пиролиза, стратегия нагрева, микроволновые поглотители, свойства шлама, катализаторы и т. д.) могут обеспечить направленное управление целевыми продуктами пиролиза, из-за сложного состава шлама механизмы влияния и механизмы регулирования различных факторов пиролиза четко не определены, а также ведутся споры о вводе полноценной электрической энергии для микроволнового пиролиза. В настоящее время существует две тенденции в направлении развития шлама микроволнового пиролиза: первая – это оценка безопасности продуктов микроволнового пиролиза для улучшения утилизации шлама; другой – энергетический анализ технологии микроволнового пиролиза для достижения цели снижения энергопотребления и экономии ресурсов. Таким образом, последующие исследования шлама микроволнового пиролиза могут проводиться со следующих аспектов:

(1) Механизмы микроволновых поглотителей и участие остатков пиролиза in situ в процессе пиролиза. (2) Содержание и миграция тяжелых металлов в пиролизном масле и пиролизном газе для повышения безопасности нефтегазовых продуктов. (3) Кинетическое уравнение шлама микроволнового пиролиза должно быть установлено для решения коэффициента энергоэффективности при различных рабочих условиях, чтобы получить основные данные для оптимизации процесса шлама микроволнового пиролиза. (4) Приготовление катализаторов, поглощающих микроволновое излучение, с хорошими характеристиками поглощения волн и высокой каталитической активностью. (5) Конструкция больших микроволновых пиролизных реакторов и применение процессов микроволнового пиролиза шлама.

Доступность данных и материалов

Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту опубликованную статью.

Ссылки

1. Цзян Ю.Ю., Ван И., Дуань В.Я., Цзо Н., Чен Ф.Ю. Миграция и экологические эффекты тяжелых металлов при пиролизе бытовых осадков. Huan Jing Ke Xue 2021; 42: 2966–74 [на китайском языке].

   Google Scholar

2. Гао Н.Б., Цзя XY, Гао GQ, Ма З.З., Цюань С., Накви С.Р. Моделирование и симуляция совместного пиролиза и газификации нефтешлама во вращающейся печи. Топливо 2020;279:118152.

   Артикул Google Scholar

3. Гао Н.Б., Ли Д.К., Цюань С., Тан Х.З. Оценка свойств продукта и риска для окружающей среды тяжелых металлов при пиролизе нефтешламов с добавкой золы-уноса. Топливо 2020;266:117090.

   Артикул Google Scholar

4. Каллегари А., Хлавинек П., Каподальо АГ. Производство энергии (биодизель) и извлечение материалов (биоуголь) в результате пиролиза осадка городских отходов. Rev Ambient Água 2018;13:e2128.

   Артикул Google Scholar

5. Capodaglio AG, Callegari A. Влияние сырья и процесса на биодизельное топливо, получаемое из осадка сточных вод. J Environ Manage 2018; 216:176–82.

   Артикул Google Scholar

6. Линь К.Х., Цзэн Дж.И., Чанг Х.Л. Микроволновый пиролиз шлама для потенциального использования в качестве наземного применения и биотоплива. J Chem Technol Biot 2020;95:975–84.

   Google Scholar

7. Zaker A, Chen Z, Wang XL, Zhang Q. Пиролиз осадка сточных вод с помощью микроволн: обзор. Технологии топливных процессов 2019;187:84–104.

   Артикул Google Scholar

8. Zhang YN, Chen P, Liu SY, Peng P, Min M, Cheng YL, et al. Влияние характеристик сырья на пиролиз в микроволновой печи – обзор. Биоресурс Технол 2017;230:143–51.

   Артикул Google Scholar

9. Костас Э.Т., Бенеросо Д., Робинсон Дж.П. Применение микроволнового нагрева в биоэнергетике: обзор технологий предварительной микроволновой обработки и модернизации биомассы. Renew Sust Energ Rev 2017; 77:12–27.

   Артикул Google Scholar

10. Асоманинг Дж., Хаупт С., Че М., Бресслер Д.С. Последние разработки в области термической конверсии биомассы с помощью микроволнового излучения для получения топлива и химикатов. Обновление Sust Energ Rev 2018;92: 642–57.

    Артикул Google Scholar

11. Вялкова Е., Обухова М., Белова Л. Микроволновое облучение в технологиях очистки сточных вод и осадков сточных вод: обзор. Водный Суй 2021; 13:1784.

    Google Scholar

12. Zhang J, Tian Y, Zhu J, Zuo W, Yin LL. Характеристика трансформации азота при микроволновом пиролизе осадка сточных вод. J Anal Appl Pyrol 2014;105:335–41.

    Артикул Google Scholar

13. Чауки Дж., Фараг С., Аттиа М., Дусе Дж. Развитие промышленных (термических) процессов в контексте устойчивого развития: случай микроволнового нагрева. Can J Chem Eng 2020; 98: 832–47.

    Артикул Google Scholar

14. Домингес А., Менендес Дж.А., Фернандес И., Пис Дж.Дж., Набаис Дж.М.В., Кэрротт П. Дж.М. и др. Обычный и микроволновый пиролиз кофейной шелухи для производства богатого водородом топливного газа. Дж. Анальное приложение Pyrol 2007; 79: 128–35.

    Артикул Google Scholar

15. Чен Ю.Р. Микроволновый пиролиз нефтешламов с активированным углем. Environ Technol 2016;37:3139–45.

    Артикул Google Scholar

16. Лам С.С., Рассел А.Д., Чейз Х.А. Микроволновый пиролиз — новый процесс переработки отработанного автомобильного моторного масла. Энергия 2010;35:2985–91.

    Артикул Google Scholar

17. Фараг С., Чауки Дж. Модифицированный микроволновый термогравиметрический анализатор для кинетических целей. Appl Therm Eng 2015; 75: 65–72.

    Артикул Google Scholar

18. Фараг С. , Куисни Л., Чауки Дж. Сосредоточенный подход в кинетическом моделировании микроволнового пиролиза крафт-лигнина. Энергетическое топливо 2014; 28:1406–17.

    Артикул Google Scholar

19. Луо Х., Ван Х., Конг Л.З., Ли С.Г., Сунь Ю.Х. Взгляд на добычу нефти, реабилитацию почвы и поведение при низких температурах при восстановлении почвы, загрязненной нефтью, с помощью микроволнового излучения. Джей Хазард Матер 2019;377:341–8.

    Артикул Google Scholar

20. Се К.Л., Пэн П., Лю С.И., Мин М., Ченг Ю.Л., Ван Ю.К. и др. Быстрый каталитический пиролиз осадка сточных вод с помощью микроволнового излучения для производства бионефти. Биоресурс Технол 2014;172:162–8.

    Артикул Google Scholar

21. Лэм С.С., Рассел А.Д., Ли К.Л., Лам С.К., Чейз Х.А. Производство водорода и легких углеводородов в качестве потенциального газообразного топлива путем пиролиза отработанного автомобильного моторного масла с микроволновым нагревом. Int J Hydrogen Energ 2012; 37: 5011–21.

    Артикул Google Scholar

22. Линь К.Х., Чен Г.Ю., Лю Ю.К. Масштабирование процесса микроволнового нагрева для производства бионефти из осадка сточных вод. J Anal Appl Pyrol 2012; 94: 114–9.

    Артикул Google Scholar

23. Лам С.С., Рассел А.Д., Чейз Х.А. Пиролиз с использованием микроволнового нагрева: устойчивый процесс переработки отработанного автомобильного моторного масла. Ind Eng Chem Res 2010; 49: 10845–51.

    Артикул Google Scholar

24. Линь К.Х., Лай Н., Цзэн Дж.И., Чанг Х.Л. Влияние температуры на распределение продукта и характеристики полученного остатка и масла при пиролизе влажного шлама с использованием микроволнового нагрева. Sci Total Environ 2017; 584: 1248–55.

    Артикул Google Scholar

25. “>

    Мотасеми Ф., Афзал МТ. Обзор метода пиролиза с помощью микроволн. Renew Sust Energ Rev 2013; 28:317–30.

    Артикул Google Scholar

26. Ван Махари WA, Zainuddin NF, Nik WMNW, Chong CT, Lam SS. Пиролизное восстановление отработанного судового масла с использованием микроволнового нагрева. Энергии 2016;9:780.

    Артикул Google Scholar

27. Антунес Э., Джейкоб М.В., Броди Г., Шнайдер П.А. Микроволновой пиролиз твердых биологических веществ сточных вод: диэлектрические свойства, роль микроволнового приемника и его влияние на свойства биоугля. J Anal Appl Pyrol 2018;129: 93–100.

    Артикул Google Scholar

28. Домингес А., Менендес Х.А., Ингуанзо М., Пис Х.Дж. Производство биотоплива путем высокотемпературного пиролиза осадков сточных вод с использованием обычного и микроволнового нагрева. Биоресурс Технол 2006;97:1185–93.

    Артикул Google Scholar

29. Ma R, Sun SC, Geng HH, Fang L, Zhang PX, Zhang XH. Исследование характеристик микроволнового пиролиза высокозольного шлама, включая продукты, выходы и эффективность рекуперации энергии. Энергия 2018;144:515–25.

    Артикул Google Scholar

30. Дэн В.Ю., Су Ю.С., Лю С.Г., Шен Х.Г. Разложение метана с помощью микроволновой печи на остатках пиролиза осадков сточных вод для производства водорода. Int J Hydrogen Energ 2014; 39:9169–79.

    Артикул Google Scholar

31. Huang YF, Shih CH, Chiueh PT, Lo SL. Микроволновой сопиролиз осадка сточных вод и рисовой соломы. Энергия 2015;87:638–44.

    Артикул Google Scholar

32. “>

    Liu YT, Chen T, Gao BL, Meng RH, Zhou P, Chen GY, et al. Сравнение производства биогаза, богатого водородом, путем обычного пиролиза и микроволнового пиролиза осадка сточных вод: всегда ли микроволновый пиролиз лучше во всем диапазоне температур? Int J Hydrogen Energ 2021;46:23322–33.

    Артикул Google Scholar

33. Capodaglio AG, Callegari A, Dondi D. Микроволновой пиролиз для производства устойчивого биодизеля из шлама отходов. Отходы биомассы Valori 2016;7:703–9.

    Артикул Google Scholar

34. Zhou JW, Liu SY, Zhou N, Fan LL, Zhang YN, Peng P, et al. Разработка и применение непрерывной системы быстрого микроволнового пиролиза для утилизации осадков сточных вод. Биоресурс Технол 2018;256:295–301.

    Артикул Google Scholar

35. Ma R, Huang XF, Zhou Y, Fang L, Sun SC, Zhang PX и др. Влияние катализаторов на конверсию органических веществ и получение биотоплива при микроволновом пиролизе шлама при различных температурах. Биоресурс Технол 2017;238:616–23.

    Артикул Google Scholar

36. Тянь Ю, Цзо В, Жэнь Зи, Чен ДД. Оценка нового метода производства бионефти из осадка сточных вод методом микроволнового пиролиза с учетом эффективности и безопасности. Биоресурс Технол 2011;102:2053–61.

    Артикул Google Scholar

37. Liu Y, Song YM, Zhang TH, Jiang ZH, Siyal AAJ, Dai JJ и др. Микроволновой пиролиз нефтешлама с морских месторождений для извлечения высококачественных продуктов. J Hazard Mater 2021; 420: 126578.

    Артикул Google Scholar

38. Шивагами К., Падманабхан К., Джой А.С., Намби И.М. Микроволновая (МВ) рекультивация почвы, загрязненной углеводородами, с использованием отработанного графита – подход к отходам как ресурсу. J Environ Manage 2019; 230:151–8.

    Артикул Google Scholar

39. Менендес Х.А., Домингес А., Ингуанзо М., Пис Х.Дж. Микроволновая сушка, пиролиз и газификация (MWDPG) осадка сточных вод: стеклование твердого остатка. J Anal Appl Pyrol 2005; 74: 406–12.

    Артикул Google Scholar

40. Liu Y, Yu HJ, Jiang ZH, Song YM, Zhang TH, Siyal AA, et al. Микроволновый пиролиз нефтешламов при различных режимах управления. J Hazard Mater 2021; 416: 125887.

    Артикул Google Scholar

41. Zhang J, Zuo W, Tian Y, Chen L, Yin LL, Zhang J. Трансформация серы при микроволновом и обычном пиролизе осадка сточных вод. Экологические научные технологии 2017; 51: 709–17.

    Артикул Google Scholar

42. “>

    Cunliffe AM, Williams PT. Состав масел, полученных при периодическом пиролизе шин. J Anal Appl Pyrol 1998;44:131–52.

    Артикул Google Scholar

43. Херринг А.М., Маккиннон Дж.Т., Гнешин К.В., Павелка Р., Петрик Д.Е., Макклоски Б.Д. и др. Обнаружение реакционноспособных промежуточных продуктов и характеристика полукокса биомассы с помощью масс-спектроскопии с молекулярным пучком лазерного пиролиза. Топливо 2004; 83: 1483–9.4.

    Артикул Google Scholar

44. Линь К.Х., Лай Н., Цзэн Дж.И., Чанг Х.Л. Остаточные характеристики шлама химического промышленного предприятия при пиролизе с микроволновым нагревом. Environ Sci Pollut R 2018; 25:6487–96.

    Артикул Google Scholar

45. Xu ZR, Zhu W, Li M, Zhang HW, Gong M. Количественный анализ полициклических ароматических углеводородов в твердых остатках сверхкритической водной газификации влажного осадка сточных вод. Appl Energ 2013;102:476–83.

    Артикул Google Scholar

46. Lin QY, Zhang J, Yin LL, Liu H, Zuo W, Tian Y. Взаимосвязь между уплотнением тяжелых металлов и удалением H ₂ S с помощью биоугля при микроволновом пиролизе муниципального осадка: эффект и механизм. Environ Sci Pollut R 2021; 28: 27694–702.

    Артикул Google Scholar

47. Luo J, Sun SC, Chen X, Lin JH, Ma R, Zhang R, et al. Углубленное исследование использования энергии и механизма пиролиза усовершенствованного непрерывного микроволнового пиролиза. Эпл Энергия 2021;292:116941.

    Артикул Google Scholar

48. Болоньези С., Бернарди Г., Каллегари А., Донди Д., Каподальо АГ. Производство биоугля из осадка сточных вод и смесей микроводорослей: свойства, устойчивость и возможная роль в экономике замкнутого цикла. Biomass Convers Bior 2021;11:289–99.

    Артикул Google Scholar

49. Хорази Т., Чаславский Дж., Звакова В., Рачек Дж., Хлавинек П. Характеристики пиролизного масла как возобновляемого источника химических материалов и альтернативного топлива при очистке осадка сточных вод. Отходы биомассы Valori 2020;11:4491–505.

    Артикул Google Scholar

Скачать ссылки

Благодарности

Авторы выражают искреннюю благодарность Государственной ключевой лаборатории контроля загрязнения нефтью Китая.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке Государственной ключевой лаборатории контроля загрязнения нефтью Китая.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. School of Energy and Environment, Shenyang Aerospace University, Shenyang, 110136, China

   Shaobai Li & Caixia Li

2. State Key Laboratory of Petroleum Pollution Control, Beijing, 102206, China

   Zhiguo Shao

Authors

1. Shaobai Li

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

2. Caixia Li

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

3. Zhiguo Shao

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Contributions

Черновик рукописи был интерпретирован и написан CX Li. SB Li оказал техническую поддержку, отредактировал рукопись. З. Г. Шао руководил исследованиями и получением финансирования. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с Шаобай Ли.

Заявления об этике

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов. И все авторы заявляют об отсутствии финансовых и личных отношений с другими людьми или организациями, которые могут ненадлежащим образом повлиять на эту рукопись, об отсутствии профессионального или иного личного интереса любого рода в каком-либо продукте, услуге и/или компании, который может быть истолкован как влияющий на позиция, представленная в рукописи или рецензии на нее под названием.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.