Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá và đặc trưng hóa các tính chất đốt cháy của nhiên liệu rắn sinh học được xử lý kiềm từ chất thải bắp cải
Biomass Conversion and Biorefinery - Trang 1-11 - 2022
Tóm tắt
Đô thị hóa và công nghiệp hóa đã làm tăng sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng không tái tạo đang cạn kiệt nhanh chóng, chẳng hạn như nhiên liệu hóa thạch. Để giảm thiểu thách thức này, việc tìm kiếm một giải pháp thay thế thông qua việc chuyển đổi chất thải nông nghiệp thành các dạng năng lượng có thể sử dụng khác là điều cần thiết. Nghiên cứu này tập trung vào việc sản xuất nhiên liệu sinh học rắn xử lý kiềm từ chất thải bắp cải, sử dụng chất thải từ cây sắn làm chất kết dính. Phân tích tạm thời, phân tích cuối cùng, giá trị năng lượng và các thông số lý hóa của viên nén cải xử lý (TCB) và viên nén cải chưa xử lý (UCB) đã được đánh giá trước và sau khi loại lignin. Tính thân thiện với môi trường và sự hiện diện của các yếu tố độc hại tiềm ẩn (PTEs) trong cả UCB và TCB đã được đánh giá bằng phương pháp phát xạ X-quang phân tán năng lượng (EDXRF). Trong khi việc biến đổi bề mặt và hướng liên kết của mẫu TCB và UCB được theo dõi bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), phân tích cuối cùng ghi nhận giá trị carbon trung bình là 47.98 ± 0.13 wt% (UCB) và 49.48 ± 0.06 wt% (TCB). Giá trị mật độ trung bình được ghi nhận là 0.58 ± 0.10 và 0.64 ± 0.22 g/cm3 đối với UCB và TCB, tương ứng, với độ bền nén là 0.62 ± 0.03 (UCB) và 0.69 ± 0.20 N/mm2 (TCB) tại p < 0.05, trong khi giá trị nhiệt của chúng là 10.20 ± 0.12 và 13.41 ± 0.02 MJ/kg cho UCB và TCB, tương ứng, tại p < 0.05. Kết quả từ EDXRF xác nhận sự giảm nồng độ PTEs, phù hợp với giá trị tro TCB trung bình thấp ghi nhận là 1.94 ± 0.22% tại số lượng carbon là 1000. FTIR ghi nhận sự dịch chuyển trong độ kéo dài C-O của TCB và UCB với các giá trị ghi nhận là 1006 và 1002 cm−1, tương ứng, điều này cho thấy sự thay đổi bề mặt, trong khi hình ảnh SEM cho thấy sự biến đổi và phá hủy bề mặt với hình thái giống như vảy. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng việc loại lignin cải thiện các tính chất đốt cháy của nhiên liệu sinh học rắn được xử lý khi so với các mẫu viên nén chưa xử lý.
Từ khóa
#bã cải xanh #chất thải nông nghiệp #nhiên liệu sinh học rắn #xử lý kiềm #phân tích lý hóaTài liệu tham khảo
Bamisaye A, Rapheal IA (2021) Effect of binder type on the NaOH-treated briquettes produced from banana leaves. Biomass Convers Biorefinery 1–9
Bhatia RK, Ramadoss G, Jain AK, Dhiman RK, Bhatia SK, Bhatt AK (2020) Conversion of waste biomass into gaseous fuel: present status and challenges in India. BioEnergy Research 13(4):1046–1068
Gracia C, Velazquez-Marti B, Estornell J (2014) An application of the vehicle routing problem to biomass transportation. Biosys Eng 2014(124):40–52
Karunanithy C, Wang Y, Muthukumarappan K, Pugalendhi S (2012) Physiochemical characterization of briquettes made from different feedstocks. Biotechnol Res Int 12. https://doi.org/10.1155/2012/165202
Jekayinfa SO, Scholz V (2009) Potential availability of energetically usable crop residues in Nigeria. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects 31(8):687–697
Oladeji JT (2015) Theoretical aspects of biomass briquetting: a review study. J Energy Technol Policy 5:72–81
José Graziano da Silva (2013)UN report: one-third of world’s food wasted annually, at great economic, environmental cost. news.un.org. https://news.un.org/en/story/2013/09/448652
Srivastava NSL, Narnaware SL, Makwana JP, Singh SN, Vahora S (2014) Investigating the energy use of vegetable market waste by briquetting. Renew Energy 68:270–275
Demiral I, Ayan EA (2011) Pyrolysis of grape bagasse: effect of pyrolysis conditions on the product yields and characterization of the liquid product. Bioresour Technol 2011(102):3946–3951
Herlina Sari N, Wardana ING, Irawan YS, Siswanto E (2018) Characterization of the chemical, physical, and mechanical properties of NaOH-treated natural cellulosic fibers from corn husks. J Nat Fibers 15(4):545–58. https://doi.org/10.1080/15440478.2017.1349707
Adegoke IA (2019) Investigation into the combustion related properties of briquettes produced from Triplochiton scleroxylon, Terminalia superba and Afezilia africana. Int J Sustain Manag Inf Technol 5(2):35–38. https://doi.org/10.11648/j.ijsmit.20190502.12
Luo QM, Li XJ, Zhu BN, Yang DY, Li LQ (2005) Anaerobic biogasification of NaOH-treated corn stalk. Trans CSAE 21:111–115
Pang YZ, Liu YP, Li XJ, Wang KS, Yuan HR (2008) Improving biodegradability and biogas production of corn stover through sodium hydroxide solid state pretreatment. Energy Fuels 22:2761–3276
Di Blasi C, Signorelli G, Di Russo C, Rea G (1999) Product distribution from pyrolysis of wood and agricultural residues. Ind Eng Chem Res 38(6):2216–2224
ASTM (1990) Annual book of ASTM standards; Petroleum products, lubricants, and fossil fuels. Gaseous Fuels, Coal Coke, D3173-87 5(5):310–312
Adekunle JO, Ibrahim JS, Kucha EI (2015) Proximate and ultimate analysis of biocoal briquettes of Nigeria’s Ogboyaga and Okaba sub-bituminous coal. Brit J Appl Sci Technol 7(1):114–123. https://doi.org/10.9734/bjast/2015/15154
García R, Pizarro C, Lavín AG, Bueno JL (2012) Characterization of Spanish biomass wastes for energy use. Bioresour Technol 103(1):249–258. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.10.004
Lin L, Yan R, Liu Y, Jiang W (2010) In-depth investigation of enzymatic hydrolysis of biomass wastes based on three major components: cellulose, hemicellulose, and lignin. Biores Technol 101(21):8217–8223
Sluiter A, Hames B, Ruiz R, Scarlata C, Sluiter J, Templeton D, Crocker DLAP (2010) Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass. Lab anal Proced (TP-510–42618)
Jyothsna S, Manjula G, Sateesh S, Nageswara AS (2020) Qualitative elemental analysis of selected potential anti-asthmatic medicinal plant taxa using EDXRF technique. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03260
Setter C, Silva FTM, Assis MR, Ataíde CH, Trugilho PF, Oliveira TJP (2020) Slow pyrolysis of coffee husk briquettes: characterization of the solid and liquid fractions. Fuel 261:116420
Ajimotokan HA, Ibitoye SE, Odusote JK, Adesoye OA, Omoniyi PO (2019) Physico-mechanical properties of composite briquettes from corncob and rice husk. J Bioresour Bioprod 4(3):159–165
Song X, Zhang S, Wu Y, Cao Z (2020) Investigation on the properties of the bio-briquette fuel prepared from hydrothermal pretreated cotton stalk and wood sawdust. Renewable Energy 151:184–191
Yiga VA, Lubwama M, Olupot PW (2021) Effect of alkaline surface modification and carbonization on biochemical properties of rice and coffee husks for use in briquettes and fiber-reinforced plastics. J Nat Fibers 18(4):620–629
Zhao X, Zhang L, Liu D (2010) Pretreatment of Siam weed stem by several chemical methods for increasing the enzymatic digestibility. Biotechnol J 5(5):493–504
Zafari A, Kianmehr MH (2013) Factors affecting mechanical properties of biomass pellet from compost. Environ Technol 35:478–486
Bensah EC, Mensah M (2013) Chemical pretreatment methods to produce cellulosic ethanol: technologies and innovations. Int J Chem Eng
Ullah S, Noor RS, Gang T (2021) Analysis of biofuel (briquette) production from forest biomass: a socioeconomic incentive towards deforestation. Biomass Convers Biorefinery 1–15
Abayomi B, Rapheal IA, Olaitan BM (2021) Performance comparison of carbonized and un-carbonized neem leaves briquette. Journal DOI 7(6)
Demirbas A (2013) Combustion characteristics of different biomass fuels. Prog Energy Combust Sci 30:21930. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2003.10.004
Rapheal IA, Moki EC, Gusau HL, Abimbola AI, Harrison O (2018) Effect of binder on physico-chemical properties of fuel briquettes produced from watermelon peels. AASCIT J Energy 5(2):23–27
Maciejewska A, Veringa H, Sanders J, Peteve SD (2006) Co-firing of biomass with coal; constraints and role of biomass pre-treatment. Inst Energy 496:23–50
Olorunnisola AO (2007) Production of fuel briquettes from wastepaper and coconut husk admixtures. Agric Eng Int: the CIGR E-J:12–15
Brand MA, Jacintho RC, Anthunes R, Alexandro BC (2017) Production of briquettes as a tool to optimize the use of waste from rice cultivation and industrial processing. Renewable Energy. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.03.084
Carnaje NP, Talagon RB, Peralta JP, Shah K, Paz-Ferreiro J (2018) Development and characterization of charcoal briquettes from water hyacinth (Eichhorniacrasspipes) molasses blend. PLoS One 13(11):e0207135. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207135
Yousaf B, Liu G, Abbas Q, Wang R, Ali MU, Ullah H, Zhou C (2017) Systematic investigation on combustion characteristics and emission-reduction mechanism of potentially toxic elements in biomass-and biochar-coal co-combustion systems. Appl Energy 208:142–157
Lynch D, Low F, Henihan AM, Garcia A, Kwapinski W, Zhang L, Leahy JJ (2014) Behavior of heavy metals during fluidized bed combustion of poultry litter. Energy Fuels 28(8):5158–5516
Bamisaye A, Rapheal IA (2022) Influence of alkali pre-treatment on properties of watermelon peels briquettes. J Solid Waste Technol Manag 48(1):116–123