Yazarlar, bu çalışmanın teknik ve analitik destek için Melanie Frank Pia Griesheimer, Jessica Henrich, Petra Janke, Jessica Maier ve Norbert Sickinger teşekkür ederiz. BioBoost projesi kapsamında sağlanan mali destek büyük ölçüde kabul edilmektedir. BioBoost bir Avrupa Ar-Ge proje Avrupa Komisyonu (www.bioboost.eu) tarafından Yedinci Çerçeve Programı kapsamında sözleşme 282873 altında ortak finanse edilen.

1. Başlangıç <ol><li> Yardımcı N2 arz ve piroliz gazı fan başlayarak bütün piroliz ve yoğuşma sistemini etkinleştirin. Bekleme sırasında azot 500 L hr -1 ile piroliz deney teçhizat yıkayın. proses kontrol fanın menüsünü açıp reaktördeki basıncı 3-8 mbar ortam basıncının üzerinde olacak şekilde nominal hacimsel akışını ayarlayarak fan düzenler. Dikkat: Özellikle başlatma sırasında, patlayıcı ortamlarda birikmesi artan bir riski vardır. Sistem bu riski en aza indirmek için tamamen hareketsiz olması gerekir. </li><li> Pompa ve homojenleştirici güvenli çalışmasını sağlamak için soğutma sistemi için çıkış aracı olarak etilen glikol ve uygun bir miktarda biyo-yağ çevrimi (örneğin organik zengin kondensatı) doldurun (ör örnekte, 15 kg verilmiştir). başlangıç ​​malzemesinin ağırlığı kaydedin. </li><li> Uygun bir Amoun sulu kondens döngüsü doldurunSuyun t pompanın güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için (örneğin, örnekte 7 kg verilen). başlangıç ​​malzemesinin ağırlığı kaydedin. </li><li> (500 ° C civarında, örneğin) proses kontrolü kendi menülerini açarak ve istenen değerleri girerek, ısı taşıyıcı ısıtıcı ve tüm yardımcı ısıtıcılar dahil olmak üzere sistemi ısıtın. Yardımcı ısıtma reaktör kendisi ve buharlar kontrolsüz yoğunlaşmasını önlemek amacıyla ilk kondansatöre kadar bağlantı boruları için tavsiye edilir. </li><li> soğutucusu açarak hem yoğunlaşma döngülerinde eşanjör soğutma çevrimi başlatın. </li><li> Süreç kontrolünde kendi menülerini açarak hem yoğunlaşma döngüleri pompaları başlatın ve activate tıklayın. Yeterli soğutma gücü sağlamak için kütle akışını ayarlamak için aynı menüleri kullanın. Örneğin, yaklaşık 350 kg st arasında bir oranda biyo-yağ sirküle -1 söndürme kabına püskürtmeden önce 80 ° C&#39;ye soğumasını. Sulu Conde sirküleBuna ek olarak 600 kg st -1 oranında dengelenir ve tedarik 300 kg st arasında bir oranda soğutma suyu -1 8 ° C &#39;de. </li><li> elektrostatik çökeltici açın. </li><li> Her iki yoğunlaşma döngüleri 10-20 dakika süreyle çalıştırdıktan sonra, engelleme söndürme sisteminin memeleri kontrol edin ve herhangi bir tıkanma hediye kaldırın. </li><li> kovalı ve proses kontrol ısı taşıyıcı besleme vidası menüsünü açarak ısı taşıyıcı döngü başlatın ve activate tıklayın. Piroliz tepkimesi ısı gereksinimleri için hesap daha yumuşak bir marş izin vermek için arzu edilen bir reaktör sıcaklığının üstünde bir değere, ısı taşıyıcı sıcaklığı ayarlanır. Örneğin biyokütle beslemesi başlamadan önce 545 ° C&#39;ye kadar bir kütle işlemi sırasında 520 ° C arasındaki bir sıcaklıkta 1.000 kg st akış -1, ancak ısı ile ısı taşıyıcıyı kaynağı. Dikkat: reaktörün ikiz vida ısı taşıyıcı besleme kez otomatik olarak başlatılır emin olunvida devreye girer. Aksi takdirde engelleme ve besleme sistemine bile zarar riski vardır. </li><li> Sistemin sonra (yani, bütün sıcaklıklar) istenen hammadde ile biyokütle depolama doldurarak biyokütle beslemeye başlarlar, ayar değerlerini ulaşmıştır. Daha sonra, kilit haznesini açın ve süreç kontrolü kendi menülerde activate tıklayarak biyokütle besleme vidası başlar. Yavaşça aşırı basınç dalgalanmalarını önlemek amacıyla besleme oranını artırmak. </li></ol> 2. Adım ve Gözlemler Sürekli Operasyonu sırasında gerekli <ol><li> dengeleme hesabı ve uygun numune almak amacıyla beslenen biyokütle miktarını kaydedin. </li><li> İstenilen reaktör sıcaklığı (ısı taşıyıcı çıkış sıcaklığı) kontrol edin ve buna göre ısı taşıyıcı döngü ısıtma düzenler. </li><li> İstenilen reaktör basıncını korumak için nominal hacimsel akışını ayarlayarak fan düzenler. </li><li> memeleri engelleme olup olmadığını kontrol edinani soğutma sisteminin (kütle akış ve / veya söndürme sıcaklığı artış damla). </li><li> Yeterince erken aşırı ölçekleme tespit etmek için siklon ve söndürme sistemi basınç düşüşünü gözlemleyin. Özellikle piroliz buharlarının ilk sıcaklık düşüşü (söndürme sistemi genellikle giriş) noktasında, çalışma sırasında aşırı ölçekleme kaldırmak mümkün için uygun önlemleri yükleyin. <ol><li> Örneğin, mekanik ölçekleme kaldırmak için bir çubuk kullanarak tüpün kesiti temizleyin. söndürme sisteme hava girişini önlemek için bir conta ile çubuk kapatın. Temizleme işleminde değilse daha hava kaçağını azaltmak için çubuğun giriş noktasında bir küresel vana takın. Dikkat: rodun sokulması ile söndürme sisteminin giriş temizleme reaktörden gaz ihracına geçici bloke olmasına yol açar. temizleme &lt;10 saniye içinde gerçekleştirilir emin olamaz Biyokütle besleme durdurulmalıdır. </li></ol></li><li> Her iki yoğunlaşma döngülerinin yoğunlaşma sıcaklıkları izlemek ve gerekirse sıcaklığı süreci termostat ayar noktalarını uyarlar. </li><li> İzin verilen maksimum dolum seviyesi% 80 ulaşıldığında (tampon tank boyutu ve beslenen biyokütle miktarına ve türüne bağlı olarak) kısa döngü kondanse çıkarın. </li><li> gaz fazının ölçümleri yapıyoruz. gaz miktarı yanı sıra bileşimin (adım 4.5 ayrıntıları bakınız) ölçmek. Not: Primer gaz bileşiklerinin N2, CO, CO2, CH4, O2 ve H2 bulunmaktadır. Ek bileşikler, C2 H 4, C2, H 6 ve C3 ila 8 saat gibi, beklenen edilmektedir. Bir gaz ölçüm sistemine bir örnek, (adım 4.5) aşağıda tarif edilmiştir. Dikkat: piroliz ünitesinin parçaları basınç altında çalıştırıldığında, hava kaçağı patlayıcı atmosferin gelişmesine neden olabilir. Oldukça yakın ob önerilirpiroliz gazı içindeki oksijen miktarını hizmet vermektedir. </li></ol> 3. Kapatma <ol><li> Denemeyi durdurmak için, sadece biyokütle beslemesini kapatın ve istenen reaktör basıncını korumak için fan düzenler. </li><li> tüm kalanları piroliz ve ürünler kurtarıldı emin olmak için başka bir 30-40 dakika boyunca çalışması için sistem (ısı taşıyıcı döngü ve yoğunlaşma siklus) izin verir. </li><li> Isı taşıyıcı döngü ısıtma kapatın. </li><li> yoğunlaşma döngüleri ve elektrostatik çökelticinin hem pompalar kapatın. </li><li> Boş hem yoğuşma döngüleri her kondens ağırlığını kaydetmek ve. dengeleri kurmadan önce başlangıç ​​malzemesi miktarını (bkz 1.2 ve 1.3 adımları) çıkarın. </li><li> Char toplama kapları inert bir atmosferde oda sıcaklığına kadar soğumasını bekleyin. char miktarını tartın. Dikkat: Char piroforik özellikleri gösterebilir ve bu malzemeyi işlerken özel bakım alınmalıdır. </li><li> CleaTaze, etilen glikol ile biyo-yağ çevrimi ve bir 1 sulu bir kondensat döngüsü N: bir su ve etanol karışımı 1. Uygun miktarlarda doldurun (bkz 1.2 ve 1.3 adımları) ve 30-40 dakika boyunca çalışmasına izin. </li></ol> &#39;Kuru&#39; ve &#39;Elemental Carbon&#39; bakiyeler kurma 4. Gerekli analizler <ol><li> (Yürürlükteki standartları örnekler parantez içinde verilmiştir) aşağıdaki hammadde analizlerini gerçekleştirmek: <ol><li> Su içeriği 17 belirleyin. </li><li> Kül içeriği 18 belirleyin. </li><li> Elemental karbon, hidrojen ve azot içeriği 19 belirler. NOT: Bu yüksek hava koşullarında fark besleme stokunun nem içeriğini etkiler, çünkü her bir deney gün su içeriğini analiz etmek için önerilmektedir. çok boyutuna bağlı olarak, çok sayıda numune güvenilir hammaddenin karakterize etmek için gereklidir. elyaf analizi ve olan daha yüksek ısıtma değeri gibi ek analizlerönerilir, ancak yukarıda belirtilen dengeleri kurmak için zorunlu değildir. </li></ol></li><li> (Yürürlükteki standartlara örnekler referanslar verilmiştir) aşağıdaki karakter toz analizlerini gerçekleştirmek: <ol><li> Su içeriği 17 belirleyin. </li><li> Kül içeriği 18 belirleyin. </li><li> Elemental karbon, hidrojen ve azot içeriği 19 belirler. NOT: dengeleri kurma sürecini çıkarken karakter nem içeriği varsayılır. Nem germe analizler sırasında oluşabilir ve su içeriği için diğer iki analiz düzeltilmesi için gereklidir. </li></ol></li><li> (Yürürlükteki standartlara ya da önerilen diğer yöntemler örnekleri parantez içinde verilmiştir) aşağıdaki biyo-yağ analizlerini gerçekleştirmek: <ol><li> Standart protokollere göre hacimsel Karl-Fischer titrasyonu ile su içeriğini belirlemek. Kuru metanol örnek çözülür ve bir baz içeren bir karışım ile titre, SO2Ve ben 2 bilinen bir konsantrasyon (malzeme ayrıntılı örnekler malzeme listesinde verilmiştir). Su her mol I 2 bir molü ile reaksiyona girer. </li><li> FPBO bir 3.040 g örnek alınarak katı içeriğini belirlemek ve yaklaşık 100 ml&#39;lik nihai çözelti, hacme metanol içinde çözülür. Oda sıcaklığında 10 dakika süre ile çözelti karıştırılır. 2.5 um partikül tutma da selüloz filtre boyunca filtre solüsyonu ve berrak süzüntü, elde edilene kadar metanol ile iyice artığı yıkayın. gece boyunca, 105 ° C de bir katı artık kuru kalıntı ağırlığı belirlemek. </li><li> Elemental karbon, hidrojen ve azot içeriği 19 belirler. </li><li> Standart protokollere göre 1H NMR analizi ile, etilen glikol içeriğini belirlemek. 3- (trimetilsilil) ile dötere metanol çözeltisi içinde bir FPBO örnek çözülür propiyonik-2,2,3,3-d4 asit sodyum tuzu, referans madde olarak (TMSP) (yaklaşık 0.1g FPBO 0.8 g çözelti içinde). Örneğin, çözelti, 44 g metanol ve 0.1 g TMSP içerebilir. katıları uzaklaştırmak üzere çözündürüldü santrifüjleyin. 1H Nükleer manyetik rezonans spektroskopi (NMR) ile analiz edin. etilen glikol hidroksi grupları 3.55-3.65 ppm bir zirve göstermektedir. TMSP referans pik yaklaşık 0 ppm görünür ve etilen glikol içeriği ölçmek için kullanılır. NOT: Saf etilen glikol ile Devreye alma ilk kondansatörde kondens bir seyreltme yol açar. Bu kütle ve enerji denkliklerinin hesaplanmasında ve sonuçların sunumu için düşünülmesi gereken. Tek tek bir kimyasal bileşiklerin tespit edilmesi için yüksek ölçüde istenebilecektir. Böyle bir analitik yöntem nedeniyle farklı bileşiklerin çok sayıda ve yoğuşma matris doğaya çok karmaşıktır. Bu tür analizlerin açıklaması bu yazının kapsamı dışındadır. Ayrıca, yukarıda sözü edilen analizler, sadece kurmak için gerekli olduğunu belirtmek gerekirbakiyeleri ve bir ürün olarak biyo-yağ açıklayan yeterli değildir. FPBO uygulamalarını kapsayan standartlar hazırlık aşamasındadır. </li></ol></li><li> (Yürürlükteki standartlara örnekleri parantez içinde verilmiştir) aşağıdaki sulu yoğuşma analizleri gerçekleştirin: <ol><li> hacimsel Karl-Fischer titrasyonu ile su içeriğini (4.3.1 bakınız) belirleyin. </li><li> Olmayan purgeable organik karbon 20 olarak toplam organik karbon belirleyin. NOT: Start-up, ikinci kondansatörde kondens bir seyreltme saf su yol ile. Bu kütle ve enerji denkliklerinin hesaplanmasında ve sonuçların sunumu için düşünülmesi gereken. </li></ol></li><li> kompozisyon zamanla önemli ölçüde değişir, çünkü deney boyunca gaz kompozisyonu izleyin. Örneğin, bir süreç gaz kromatografisinde her 30-60 dakika içinde burada sunulan deneyler sırasında ürün gazı analiz. Ne, H2, CO, CO2, N2: Aşağıdaki gaz türleridir analizO 2, CH4, ve alkan / alken C2-C5 bileşenleri. <ol><li> Bir referans olarak reaktöre Ne sabit bir gaz akışının enjekte edilir. Referans hacimsel akışı, ortalama gaz bileşimi oranı, deney süresi ve türlerin yoğunluğuna göre her gaz türlerinin kitle hesaplayın. piroliz gazının su içeriğini belirlemek için, son kondenser çıkış sıcaklığında, doymuş koşullar varsayalım. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Dahmen, N., Henrich, E., Dinjus, E., Weirich, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bioliq+bioslurry+gasification+process+for+the+production+of+biosynfuels,+organic+chemicals,+and+energy.">The bioliq bioslurry gasification process for the production of biosynfuels, organic chemicals, and energy.</a> Energ. Sust. Soc. 2 (1), 1-44 (2012).</li><li>Ahmad, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zeolite-based+bifunctional+catalysts+for+the+single+step+synthesis+of+dimethyl+ether+from+CO-rich+synthesis+gas.">Zeolite-based bifunctional catalysts for the single step synthesis of dimethyl ether from CO-rich synthesis gas.</a> Fuel Process Technol. 121, 38-46 (2014).</li><li>Haro, P., Trippe, F., Stahl, R., Henrich, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-syngas+to+gasoline+and+olefins+via+DME+-+A+comprehensive+techno-economic+assessment.">Bio-syngas to gasoline and olefins via DME - A comprehensive techno-economic assessment.</a> App Energy. , (2013).</li><li>Henrich, E., Dahmen, N., Dinjus, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cost+estimate+for+biosynfuel+production+via+biosyncrude+gasification.">Cost estimate for biosynfuel production via biosyncrude gasification.</a> Biofuels, Bioprod. Bioref. 3, 28-41 (2009).</li><li>Zhang, X., Kumar, A., Arnold, U., Sauer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomass-derived+oxymethylene+ethers+as+diesel+additives:+A+thermodynamic+analysis.">Biomass-derived oxymethylene ethers as diesel additives: A thermodynamic analysis.</a> Energ. Procedia. 61, 1921-1924 (2014).</li><li>Bridgwater, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renewable+fuels+and+chemicals+by+thermal+processing+of+biomass.">Renewable fuels and chemicals by thermal processing of biomass.</a> Chem. Eng. J. 91, 87-102 (2003).</li><li>Meier, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=State-of-the-art+of+fast+pyrolysis+in+IEA+bioenergy+member+countries.">State-of-the-art of fast pyrolysis in IEA bioenergy member countries.</a> Renew. Sust. Energ. Rev. 20, 619-641 (2013).</li><li>Rammler, R., Weiss, H. J., Bu&#223;mann, A., Simo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gewinnung+von+&#214;l+durch+Schwelen+von+&#214;lschiefer+und+Teersand+als+Beitrag+zur+Energieversorgung.">Gewinnung von &#214;l durch Schwelen von &#214;lschiefer und Teersand als Beitrag zur Energieversorgung.</a> Chem. Ing. Tech. 53, 96-104 (1981).</li><li>Tr&#246;ger, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilization+of+biogenic+residues+and+wastes+in+thermochemical+systems+for+the+production+of+fuels:+current+status+of+the+project.">Utilization of biogenic residues and wastes in thermochemical systems for the production of fuels: current status of the project.</a> Biofuels, Bioprod. Bioref. 7, 12-23 (2013).</li><li>Tr&#246;ger, N., Richter, D., Stahl, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+feedstock+composition+on+product+yields+and+energy+recovery+rates+of+fast+pyrolysis+products+from+different+straw+types.">Effect of feedstock composition on product yields and energy recovery rates of fast pyrolysis products from different straw types.</a> J. Anal. Appl. Pyr. 100, 158-165 (2013).</li><li>Henrich, E., Dahmen, N., Weirich, F., Reimert, R., Kornmayer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+pyrolysis+of+lignocelluloses+in+a+twin+screw+mixer+reactor.">Fast pyrolysis of lignocelluloses in a twin screw mixer reactor.</a> Fuel Process Technol. 143, 151-161 (2016).</li><li>Dahmen, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=State+of+the+art+of+the+bioliq+process+for+synthetic+biofuels+production.">State of the art of the bioliq process for synthetic biofuels production.</a> Env. Prog. Sust. Energ. 31, 176-181 (2012).</li><li>Funke, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+pyrolysis+char+-+Assessment+of+alternative+uses+within+the+bioliq+concept.">Fast pyrolysis char - Assessment of alternative uses within the bioliq concept.</a> Bioresour. Technol. 200, 905-913 (2016).</li><li>Lehto, J., Oasmaa, A., Solantausta, Y., Kyt&#246;, M., Chiaramonti, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fuel oil quality and combustion of fast pyrolysis bio-oils. , (2013).</li><li>Fahmi, R., Bridgwater, A. V., Donnison, I., Yates, N., Jones, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+lignin+and+inorganic+species+in+biomass+on+pyrolysis+oil+yields,+quality+and+stability.">The effect of lignin and inorganic species in biomass on pyrolysis oil yields, quality and stability.</a> Fuel. 87, 1230-1240 (2008).</li><li>Oasmaa, A., Solantausta, Y., Arpiainen, V., Kuoppala, E., Sipil&#228;, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+Pyrolysis+Bio-Oils+from+Wood+and+Agricultural+Residues.">Fast Pyrolysis Bio-Oils from Wood and Agricultural Residues.</a> Energ. &amp; Fuels. 24, 1380-1388 (2010).</li><li>DIN German Institute for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> DIN EN ISO 18134-3 Solid biofuels - Determination of moisture content - Oven dry method - Part 3: Moisture in general analysis sample. , (2015).</li><li>DIN German Institute for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> DIN EN ISO 18122 Solid biofuels - Determination of ash content. , (2016).</li><li>DIN German Institute for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Institute for Standardization. DIN EN ISO 16948 Solid biofuels - Determination of total content of carbon, hydrogen and nitrogen. , (2015).</li><li>DIN German Institute for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Institute for Standardization. DIN EN 1484 Water analysis - Guidelines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved organic carbon (DOC). , (1997).</li><li>DIN German Institute for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ESO 16993: Solid biofuels - Conversion of analytical results from one basis to another. , (2015).</li><li>Bridgwater, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+fast+pyrolysis+of+biomass+and+product+upgrading).">Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading).</a> Biomass Bioenerg. 38, 68-94 (2012).</li><li>Westerhof, R. J. M., Kuipers, N. J. M., Kersten, S. R. A., van Swaaij, W. P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+water+content+of+biomass+fast+pyrolysis+oil.">Controlling the water content of biomass fast pyrolysis oil.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 46, 9238-9247 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Bütün deneyler için, örneğin ısı taşıyıcı ve kondensat döngüsü hem besleme malzemesinin boyutu, besleme hızı, basınç, reaksiyon sıcaklığı, yoğunlaşma sıcaklıkları ve akış oranları gibi işlem koşulları aynıdır. Doğal olarak, belirlenen limitler dahilinde varyasyonlar kaçınılması mümkün değildir. Burada sunulan işlem geliştirme birimi gibi bir test tesisi için, tekrarlanabilir deneyler için dalgalanma kabul edilebilir aralıkları ve operasyon gerekli süreleri hesaplanmış ve / veya tecrübe ile tespit edilmesi gerekmektedir. Örneğin, reaktörü terkeden ısı taşıyıcının ısı ile gösterilir Reaktör sıcaklığı, tam biyokütle kapasite reaksiyonunun başlamasından itibaren reaksiyonun tamamı boyunca 35 ° C lik bir standart sapma ile kontrol edilir biyokütle besleme (genellikle 4 civarında saat) dur. Reaktördeki basınç 300-500 Pa bir standart sapma ile kontrol edilir. basıncı pikleri fluc nedeniyle meydana gelebilirbiyokütle beslenmesinde haller. Tür dalgalanmaları en aza indirmek ve sürekli bir biyokütle akışı sağlamak amacıyla söz konusu biyokütle malzeme besleme vidası sistemini ayarlamak için tavsiye edilir. birinci ve ikinci kondansatörlerin yoğunlaşma sıcaklığı, sırasıyla, standart bir 3 ° C sapma ile 1 ° C &#39;de muhafaza edilmiştir. Bu sunulan deneyler aynı reaktör sıcaklığında (500 ° C) &#39;de yapılmıştır, bu noktada belirtilmelidir. Bu sıcaklık, her özel besleme stokunun 22 mevcut uygun hızlı piroliz sıcaklığına yansıtmaz. Reaktör sıcaklığı bir varyasyonu da yüksek organik yağ verimi ile, optimize edilmiş bir piroliz sıcaklığına yol açabilir. yöntemi dengeleme seçimi yüksek kül içeriği ile biyokütle kullanırken fraksiyone yoğunlaşmayı uygulayarak ve özellikle biyokütle hızlı piroliz önemsiz değildir. balancín üç farklı türdeg önceki bölümde sunulmuştur. gerçek ürün dağıtımı beklenen raporları gibi bir &#39;alınan&#39; bazında ürün fraksiyonlarının verimi raporlama gibi aygıtları ve depolama kapasiteleri tasarımı gibi pratik hususlar için avantajlıdır. Ancak bu değerler hammaddenin su ve kül gizliyor. Örneğin, saman, ormancılık ve budama artıkları ve biyojenik &#39;atık&#39; - - Özellikle artık biyokütle bu hammaddeleri Tablo 1, su ve inorganik içeriğinin geniş bir yelpazesi var bu bir sorundur. bu hammaddenin farklı nem içeriğinin etkisini ortadan kaldırır gibi bir &#39;kuru bazda&#39; biyokütle süreçleri için ortak dengeleme yöntemi farklı çalışmalar arasındaki karşılaştırmalar için yararlı çoğu durumda. Ancak, belirli bir nemli hammadde ile deneyler bu hesaplanan değerler mutlaka reflektörden yok işaret edilmelidirtamamen fiziksel kurutuldu eğer T davranışı ve bu özel besleme stokunun verim deney öncesinde anlamına gelir. Nem piroliz 23 verim dağılımını etkilediği bilinmektedir değerlendirilmesi ve &#39;kuru&#39; dengeleri karşılaştırırken bu akılda tutulmalıdır. mineraller öncelikle char sonuna kadar ve ilk nem içeriğine benzer sonuçları belirsiz çünkü Ayrıca, &#39;kuru bazda&#39; üzerinde kütle dengeleri yüksek kül içerikli hammaddelerin için uygun değildir. ikincil piroliz reaksiyonları teşvik çünkü Benzer su, mineraller yüksek char ve alt biyo-petrol getirilerine lider, gerçek piroliz reaksiyonu ağını etkiler. dengeler kül içeriği için düzeltilirse, böyle etkileri sadece bilimsel bir temele değerlendirilebilir. Bunu başarmanın bir yolu karbon dengeleri kurarak olduğunu. Şekil 2 ve Şekil 4 karşılaştırıldığında kaynaktan artmış katı Yie görülebilirMiscanthus kıyasla buğday sapı pirolizi sonra gözlemlenen LD, ancak, aynı zamanda işlem sırasında oluşmuş organik katıların yüksek bir fraksiyonuna sadece bağlı karakter ile geri kazanılır, inorganik malzeme için. Elemental C bakiyeleri bir başka avantajı, biyojenik karbon, yani, geri kazanılan ürün fraksiyonlarının kendi dağıtım kaderini göstermektir. Örneğin, piroliz, gazlaştırma ve burada sunulan olduğu gibi sentez - - Bu daha karmaşık dönüşüm zincirinin değerlendirilmesi için önemli olan biyojenik karbon mümkün olduğunca verimli kullanılması gerektiğini çünkü. gelecekteki biyo-temelli ekonomide biyokütle en önemli rollerden biri dolayısıyla fosil kaynaklardan karbon yerine, malların geniş bir yelpazede biyojenik karbon sağlamaktır. Bir ikiz vidalı karıştırma reaktöründe hızlı piroliz için sunulan protokol, bazı ayarlamalar ile farklı ölçeklerde gerçekleştirilebilir. To 10 kg saatlik bir besleme kapasitesine sahip bir birim olgusunu sunduk -1 operasyonel karmaşıklığı ve süreç davranışı için anlamlı sonuçlar arasında uygun bir uzlaşma olduğu kanıtlanmıştır. Hem biyokütle ve işlem şartlarının optimizasyonu farklı taranması için uygulanabilir. kaba katı artıklar ısı taşıyıcı döngüsünde birikir eğer belirli hammadde özellikleri olumsuz süreç çalışmasına neden olabilir, çünkü belirli bir biyokütle hammaddeyi test çok önemlidir. Bu tür bir birikim sonucu bölümünde sunulan biyokütle gözlenmedi fakat açıklanan işlemle uygulanabilirliğini sınırlandırır büyük bir tanecik boyutuna (&gt; 1 mm) çok sert biyojenik malzemesi için gözlenmiştir. Bu sorun, aynı anda, kısmi yanma ile ısı taşıyıcının pnömatik taşıma ile ısı taşıyıcı döngüsünün farklı bir tasarım, örneğin, ile birlikte azaltılabilir.

Fosil karbon kaynaklarına alternatif olarak biyokütle kullanımı dünyanın iklimi üzerinde toplumsal aktivitenin etkisini azaltmak için giderek önem kazanmaktadır. Orada rüzgar ve güneş gibi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarını var, ancak biyokütle bugüne kadar sadece yenilenebilir karbon kaynağı temsil eder. Sonuç olarak, biyokütle en verimli şekilde kullanılması kimyasallar ve uzman sıvı yakıtların üretimi olduğunu. Kalıntı biyokütle yem, gıda ve kimya / yakıt üretimi arasındaki rekabeti azaltmak için kullanılmalıdır. Bu artıklar, genellikle bu şekilde endüstriyel ölçekte uygulamaları için lojistik zorluklar gösteren, düşük kütle yoğunluğuna sahiptir. Bu zorlukları ele almak için, bioliq kavram Teknoloji 1 Karlsruhe Enstitüsü&#39;nde geliştirilmiştir. Bir enerji yoğun ara (bioslurry), sentez için merkezi bir gazlaştırma ünitesinde bir sonraki dönüşüm içine kalan biyokütle dönüştürmek için bir adem-i merkeziyetçi ilk adımı özellikleriGaz ve arzu edilen ürün (ler) e nihai sentezi. gazlaştırma ve sentez birimi ticari işlem elde etmek için, aynı yerinde gerekli, endüstriyel ölçekte tasarlanabilir. Kavram gelen uzman yakıt katkı maddeleri ve dökme kimyasallar 2-5 yakıtların açılan arasında değişen, farklı ürünler için izin verir. Bu çalışma, hızlı piroliz ara madde bioslurry bakiye biyokütle dönüştürmek için kullanılan ilk adım sunulur. Hızlı piroliz &lt;2 sn 6 üretilen piroliz gazlarının bir kalma süresi ile, tipik olarak 450-500 ° C arasında bir reaksiyon sıcaklığında bir atıl atmosfer içinde biyokütle hızlı ısıtma ile karakterize edilir. En sık olarak, akışkan yataklı reaktörler hızlı piroliz gerçekleştirmek için kullanılan, aynı zamanda, özellikle reaksiyon koşulları 7 optimize etmek için uyarlanan farklı reaktör tasarımları de bulunmaktadır. Aşağıda sunulan çalışma çift vidalı bir karıştırma reaktörü ile gerçekleştirilmiştir. Zaten arı sağlam bir teknoloji sunarn, kömür piroliz ve petrol kumları 8 için bir pilot ölçekte endüstriyel ölçekte uygulanabilir. ikiz vidalı karıştırma reaktöründe amacı, bir katı, önceden ısıtılmış bir ısı taşıyıcı ile bir katı biyokütle beslemesi karıştırılmasıdır. ihtiyaçlarını Karışım hızlı piroliz koşullarında biyokütle dönüştürmek için gerekli olan ısıtma oranının elde edilmesi için yeterince titiz olması. Buna ek olarak, her iki biyokütle ve ısı taşıyıcı parçacıkların boyutu, yüksek ısı transfer katsayısı ve kısa bir partikül ısıtma süresinin elde edilmesinde küçük olması gerekmektedir. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT), 10 kg saatlik bir biyokütle giriş kapasiteli bir süreç geliştirme biriminin Kataliz Araştırma ve Teknoloji Enstitüsü (IKFT) -1 fazla on yıldır faaliyet olmuştur. Bir kepçe Asansör ile dahili devridaim ve elektrikli bir ısıtma sistemi ile ısıtılmış yeniden ısı taşıyıcı olarak çelik bilyalar kullanılır. Onun temel amacı au soruşturma olduBir gaz yapıcıda ürünün kullanımı ve besleme stoklarının 9-11 geniş bir aralığı için uygunluğu doğrulama uyarlanmıştır NIQUE ürün geri kazanımı teknolojisi. Daha büyük bir pilot tesisin beş yıldır faaliyet olmuştur 500 kg hr -1, bir biyokütle giriş kapasitesi ile bu çalışmalara paralel olarak inşa edilmiştir. Sıcak bir asansör gazı ile pnömatik olarak devridaim ve ilave olarak sürüklenen karakter parçacıkların 1,12 kısmi yanma ile ısıtılan bir ısı taşıyıcı olarak kum kullanmaktadır. Deneysel yöntemin aşağıdaki açıklaması, ürün kurtarma bölümü daha iyi pilot tesis tasarımı 13 benzemeye yenilenmiş sonra küçük süreç geliştirme birimi dayanmaktadır. Bu deney düzeneğinde bir akış şeması Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Gazlaştırıcılarda kullanılmak üzere hızlı piroliz biyo-yağ (FPBO) için bu ürün gereksinimlerini dikkate geleneksel FPS&#39;in için geliştirilmiş olan farklı önemli olmasıdırO genellikle direkt yakıt uygulamaları 14 içindir ki. Daha da önemlisi, FPBO katı içeriği çok düşük zorunda değildir. Aslında, gaz haline getirme ve açılır yakıtların daha sonra sentez için karbon miktarının artırılması için, dönüşüm işleminden elde edilen karakter ile üretilen FPBO karıştırmak tercih edilir. Bu gerçekler yerde yayımlanmamış Burada sunulan deneysel kurulum ve hızlı piroliz deney tasarımında farklılıkları anlamak için önemlidir. Bir diğer önemli fark soruşturması kapsamında biyokütle dönüşüm kavramı, özellikle buğday samanı gibi tarımsal artıkların için tasarlanmış olmasıdır. Tipik haliyle, besleme stokunun bu tür kül büyük bir kısmını içerir. Kül, hızla piroliz ürün dağıtımı etkilemek için bilinmektedir. Organik yoğunlaşma (OC) ve katı ve gaz halinde ürün 10,15,16 hem de bir artış bir azalmaya yol açmaktadır. Bu gerçekler muhasebeleştiriliriçin hem burada sunulan deneysel kurulum ve genel proses zincirinin tasarımında. Çoğu endüstriyel tesisler, düşük kül içeriği ile ahşap üzerinde çalışan ve sadece dahili katı yakmak. Bu harici kullanım için olan ısı ilave üretimine yol açar. Yüksek kül içeriğine sahip hammaddeleri kullanıldığında, karakter etkili bir şekilde 13 kullanılması gerektiği bir yan ürün olarak anlamlıdır.

<table><tbody><tr><td>Wheat straw</td><td>D&amp;ouml;rrmann Kraichtal-M&amp;uuml;nzesheim</td><td>n/a</td><td>&lt;em&gt;Triticum aestivum L.&lt;/em&gt;</td></tr><tr><td>Scrap wood</td><td>Rettenmeier Holding AG</td><td>n/a</td><td>According to class A2 of the German scrap wood decree (AltholzV &amp;sect;2): glued, coated, painted, or otherwise treated scrap wood without organic halogen compounds and wood preservatives</td></tr><tr><td>Miscanthus</td><td>Hotel-Heizungsbau Kraichgau-Odenwald</td><td>n/a</td><td>&lt;em&gt;Miscanthus x giganteus&lt;/em&gt;</td></tr><tr><td>Ethylene glycol</td><td>H&amp;auml;ffner GmbH &amp;amp; Co KG</td><td>1042090220600</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>H&amp;auml;ffner GmbH &amp;amp; Co KG</td><td>1026800150600</td><td>Grade 99.9%</td></tr><tr><td>Nitrogen</td><td>KIT</td><td>n/a</td><td>Supplied by internal nitrogen pressure system.</td></tr><tr><td>Pyrolysis test rig</td><td>self-built</td><td>n/a</td><td>Flow scheme is illustrated in manuscript.</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Analyses:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gas chromatograph Daniel 700</td><td>Emerson Process Management</td><td>n/a</td><td>Designed for this specific application by Emerson; two 20% SF 96 columns, two HAYESEP N columns, and one MS-5A washed column; carrier gas is helium</td></tr><tr><td>Helium</td><td>Air Liquide</td><td>P0252L50R2A001</td><td>Grade 6.0</td></tr><tr><td>Gas mixture for calibration</td><td>basi Sch&amp;ouml;berl GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td>FG 10002</td><td>Specified gas composition: 5% Ne, 2% O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, 20% CO, 30% CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, 5% CH&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;, 5% H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, 2% C&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt;, 0.5% C&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;8&lt;/sub&gt;, 0.5% C&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;10&lt;/sub&gt;, 0.5% C&lt;sub&gt;5&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;12&lt;/sub&gt;, remainder N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;.</td></tr><tr><td>Neon</td><td>Air Liquide</td><td>P0890S10R2A001</td><td>Grade 4.0; used as fixed reference gas flow; not necessarily required and is only given as an example for quantifying the pyrolysis gas flow.</td></tr><tr><td>Elementaranalysator CHN628</td><td>Leco Instrumente GmbH</td><td>622-000-000</td><td></td></tr><tr><td>TGA701</td><td>Leco Instrumente GmbH</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>DIMATOC 2000</td><td>Dimatec</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Hydranal methanol dry</td><td>Sigma Aldrich</td><td>34741</td><td></td></tr><tr><td>Hydranal composite V</td><td>Sigma Aldrich</td><td>34805</td><td></td></tr><tr><td>841 Titrando</td><td>Deutsche Metrohm GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td>2.841.0010</td><td></td></tr><tr><td>774 Oven Sample Processor</td><td>Deutsche Metrohm GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td>2.774.0010</td><td></td></tr><tr><td>800 Dosino</td><td>Deutsche Metrohm GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td>2.800.0010</td><td></td></tr><tr><td>801 Stirrer</td><td>Deutsche Metrohm GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td>2.801.0010</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Carl Roth GmbH &amp;amp; Co KG</td><td>83884</td><td>99% for synthesis</td></tr><tr><td>Whatman cellulose filter grade 42</td><td>Sigma Aldrich</td><td>WHA1442090</td><td></td></tr><tr><td>Methanol-D&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>151947</td><td></td></tr><tr><td>3-(Trimethylsilyl)propionic-2,2,3,3-d&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; acid sodium salt</td><td>Sigma Aldrich</td><td>269913</td><td></td></tr><tr><td>BZH&amp;nbsp;250&amp;nbsp;MHz</td><td>Bruker</td><td>n/a</td><td></td></tr></tbody></table>

fast pyrolysis of biomass residues in a twin-screw mixing reactor

Hızlı piroliz giderek dünya çapında ticari tesislerde uygulanmaktadır. Onlar hızlı piroliz ile dönüşüm için uygun özelliklere sahip odunsu biyokütle, münhasıran çalıştırın. Gıda üretimi ve biyokütle enerji ve / veya malzeme kullanım sinerji için, tarımsal üretim, örneğin, saman kalıntılarını kullanmak için tercih edilir. sunulan yöntem endüstriyel ölçekte bir malzemenin dönüştürülmesi için uygundur. ana özellikleri sunulmaktadır ve çeşitli biyokütle kalıntılarının dönüşüm kitle dengeleri bir örnek verilmektedir. Organik zengin ve sulu zengin bir - Dönüşümden sonra, parçalanmış yoğunlaşma iki kondanseleri almak için uygulanır. Bu tasarım faz ayrılması sergileyen hızlı piroliz biyo-yağ üretimini engeller. Iki fazlı bir biyo-yağ nedeniyle sırasında reaksiyon suyunun üretimini teşvik saman biyokütle, tipik olarak yüksek bir kül içeriği, bir beklenebilirdönüşüm. fraksiyone yoğunlaşma ve yüksek kül içerikli biyokütle kullanımı her ikisi de dengelerin kurulması için dikkatli bir yaklaşım gerektirmektedir. Değil dengelerin her türlü anlamlı ve edebiyat diğer sonuçlarla karşılaştırılabilir her ikisi de. Farklı dengeleme yöntemleri sunulmaktadır ve onlardan elde edilebilir bilgi tartışıldı.

biyokütle çeşitli türleri başarıyla IKFT / cari kurulumu ile KIT piroliz ünitesinde piroliz bulundu. Örneğin, üç farklı ham madde (buğday samanı, miscanthus, ve odun) tarif edilen prosedür izlenerek piroliz sonra özellikleri ve verimleri ile ilgili karşılaştırıldı. dengeleme yöntemleri farklı türde gösterilen ve kül zengin hammadde yolundaki uygulanabilirliği açısından tartışılmıştır. Dengeler her fraksiyonun toplama durumuna göre hesaplanmış ve özetlenmiştir dikkat etmek önemlidir. İlk kondenser ele biyo-yağ hala siklonlar tarafından kaldırılmış değil katıları içerir. Bu dengelerin ayrı işaretlenir. Karşılaştırma ve istatistiksel değerlendirme için, biyo-yağ katı içeriği siklonlar elde karakter fraksiyonuna ilave edildi. Bir &#39;alındığı gibi&#39; temelinde,Katılar verimi, yani biyo-yağ içinde siklonlar ve kömür mevcut ile geri karakter incelenmiştir hammaddeler için ağırlıkça% 14-25 aralığı içindedir. Gaz verimleri 3 biyokütlelerin (bakınız Şekil 2) için (yaklaşık% 20), nispeten ucuz iken, iki kondansatörlerde kazanılan toplam kondensat verimi ağırlıkça 53-66% arasında değişir. değerler ürün fraksiyonlarının gerçek miktarı pratik bilgiler vermek &#39;alınan&#39; Bunlar bu tür hızlı piroliz tesisatlarında beklenebilir. Ancak literatürde toplam sıvı organik verim en yaygın, kuru bazda bildirilen, yani kondensat ve yem reaksiyonun nem ve su hariç. dengesi, bu tür bir avantajı, başlangıçta biyokütle olarak mevcut bulunan nem sonuçlarını etkilemez gerçektir. Bu nem miktarı yapay bir &#39;alınan&#39; b yoğuşma verimi artıracakalance. Kıyaslanabilirlik nedeniyle, Şekil 3, bir kuru temel üzerinde organik yağ verimi ve reaksiyon su göstermektedir. Bu çalışmada, bir organik yağın verimi artırmak besleme stokları buğday sapı (ağırlık olarak% 1.5 - - 2.7 9.2) - Miscanthus - kül içeriği azaldıkça (35 - 50 ağırlık -% 46), hurda ahşap (Tablo 1 e bakınız). Bu, diğer çalışmalardan 10,15,16 gözlemleri ile uyumludur. reaksiyon suyunun Verim% 12-14 ağırlıkça nispeten dar bir aralık içindedir. kuru bazda Kütle dengeleri de doğrudan besleme stoklarının kül içeriğine etkilenir. biyokütle malzeme içerdiği mineraller yapay hem &#39;alınan&#39; ve &#39;kuru&#39; dengelerindeki katıların verimini artıracaktır. Sonuç olarak, element C bakiyeleri de biyokütle Termokimyasal reaksiyonlarında farkları değerlendirmek için daha uygun gibi görünmektedir, çünkü tespit edilmiştir (Şekil 4 </stRong&gt;). Bu karbon büyük kısmı biyo-yağ (ağırlıkça 44-54%) ve piroliz char katı formda 24-32% arasında, sadece bir kütle oranında elde edilir olduğu ortaya çıkmaktadır. karbon, ağırlıkça yaklaşık% 16-19, katı ya da sıvı biçimde geri kazanılmış ve piroliz gazı ile bitki yaprakları değildir. ticari bir tesiste, bu gaz, içten yanmalı bir cihazın enerji geri kazanımı nedeniyle geri dönüşümlü olur. karbon yaklaşık% 3-4 bir kütle oranında, ağırlıkça yaklaşık% 80 arasında bir su muhtevasına sahip sulu bir kondensat, geri kazanılır. Bu Burada sunulan fraksiyonlara yoğunlaşma kurulum etkinliğini doğrular. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td> Buğday samanı </td><td> miscanthus </td><td> hurda odun </td></tr><tr><td> Su, AR </td><td> 9.6 </td><td> 10.1 </td><td> 15.2 </td></tr><tr><td> Kül, d </td><td> 9.2 </td><td> 2.7 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> Karbon, d </td><td> 46.1 </td><td> 48.6 </td><td> 49.8 </td></tr><tr><td> Hidrojen, d </td><td> 5.7 </td><td> 5.9 </td><td> 6.1 </td></tr><tr><td> Azot, d </td><td> &lt;0.5 </td><td> &lt;0.5 </td><td> &lt;0.5 </td></tr><tr><td colspan="4"> ar: alındığı gibi, d: kuru bazda 21 </td></tr></tbody></table> Kullanılan farklı hammaddelerin Tablo 1. Seçilmiş özellikleri. Tüm değerler kitle kesirler (%) temsil etmektedir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54395/54395fig1.jpg" /> Deneysel kurulum. 1) Biyokütle depolama Şekil 1. akış diyagramı. 2) Kilit hazne sistemi. 3) Biyokütle dozlama. 4) İkiz vidalı karıştırma reaktör. 5) Kovalı. ısı taşıyıcı için 6) Isıtıcı. Katı maddeler kaldırılması için 7) siklon. 8) Char depolama. 9) Sprey söndürme. 10) Bio-oildepolama tankı. 11) Homojenizetör ve pompa. devridaim kondens soğutulması için 12) Isı değiştirici. 13) Elektrostatik çöktürücü. 14) Sulu kondens deposu. 15) Sulu kondens sirküle pompası. devridaim kondens soğutulması için 16) Isı değiştirici. Sulu kondens 17) Kondenser. 18) Fan gaz / buhar çıkarmak için. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54395/54395fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54395/54395fig2.jpg" /> Deneylerin 2. Kütle dengeleri Şekil. Dengeler hammadde ve ürünlerin 21 &#39;alınan&#39; olarak raporlanır. Tüm değerler kitle kesirler olarak ifade edilmiştir. Biyokütle üç farklı kullanılmış ve tüm deneyler en az üç kez 13 yürütülmüştür. biyo katı içeriğinYağ gösterim amacıyla ayrı ayrı rapor edilmiştir. Hata çubukları hammaddenin bir tür deneyin standart sapmalarını gösterir. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54395/54395fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54395/54395fig3.jpg" /> Şekil 3. Toplam organik yağ verimleri ve reaksiyon su. Tüm değerler kuru 21 besleme esasına göre sunulmaktadır ve kütle fraksiyonları olarak ifade edilmiştir. Kondens katı içeriği organik yağ verimi 13 dışında tutulmuştur. Hata çubukları hammaddenin bir tür deneyin standart sapmalarını gösterir. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54395/54395fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Şekil 4. Karbon dengeler. Tüm değerler biyokütle karbon girişi kitle kesirler olarak bildirilmiştir. Biyokütle üç farklı kullanılmış ve tüm deneyler en az üç kez 13 yürütülmüştür. biyo-yağ içinde katı içeriği örnek vermek amacıyla ayrıca bildirilmektedir. Hata çubukları hammaddenin bir tür deneyin standart sapmalarını gösterir. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54395/54395fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fast Pyrolysis of Biomass Residues in a Twin-screw Mixing Reactor at JoVE.com

Fast Pyrolysis of Biomass Residues in a Twin-screw Mixing Reactor

A procedure for thermochemical conversion of biomass residues is presented that aims at maximizing the yield of liquid products (fast pyrolysis). It is based on a technology proven on an industrial scale and especially suitable for treating a straw type of biomass.

Twin-vida Karıştırma Reaktörde Biyokütle Kalıntılarının Hızlı Piroliz

Fast pyrolysis is being increasingly applied in commercial plants worldwide. They run exclusively on woody biomass, which has favorable properties for ...

fast-pyrolysis-of-biomass-residues-in-a-twin-screw-mixing-reactor

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

27.5K Görüntüleme.  Karlsruhe Institute of Technology (KIT). A procedure for thermochemical conversion of biomass residues is presented that aims at maximizing the yield of liquid products (fast pyrolysis). It is based on a technology proven on an industrial scale and especially suitable for treating a straw type of biomass.

Video: Fast Pyrolysis of Biomass Residues in a Twin-screw Mixing Reactor

Biomass Conversion to Produce Hydrocarbon Liquid Fuel Via Hot-vapor Filtered Fast Pyrolysis and Catalytic Hydrotreating

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among the various thermochemical and biochemical routes, fast pyrolysis followed by catalytic hydrotreating is considered to be a promising near-term opportunity. This paper reports on experimental methods used 1) at the National Renewable Energy Laboratory (NREL) for fast pyrolysis of lignocellulosic biomass to produce bio-oils in a fluidized-bed reactor and 2) at Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) for catalytic hydrotreating of bio-oils in a two-stage, fixed-bed, continuous-flow catalytic reactor. The configurations of the reactor systems, the operating procedures, and the processing and analysis of feedstocks, bio-oils, and biofuels are described in detail in this paper. We also demonstrate hot-vapor filtration during fast pyrolysis to remove fine char particles and inorganic contaminants from bio-oil. Representative results showed successful conversion of biomass feedstocks to fuel-range hydrocarbon biofuels and, specifically, the effect of hot-vapor filtration on bio-oil production and upgrading. The protocols provided in this report could help to generate rigorous and reliable data for biomass pyrolysis and bio-oil hydrotreating research.

Experimental methods for fast pyrolysis of lignocellulosic biomass to produce bio-oils and for the catalytic hydrotreating of bio-oils to produce fuel range hydrocarbons are presented. Hot-vapor filtration during fast pyrolysis to remove fine char particles and inorganic contaminants from bio-oil was also assessed.

Biyokütle Dönüşüm Hızlı Piroliz ve Katalitik Hydrotreating Filtreli Hidrokarbon Akaryakıt Via Sıcak buhar üretmek için

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among ...

Biyokimya

Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal carbonization (HTC) are promising technologies for bioenergy production from biomass in terms of biogas and HTC biochar, respectively. In this study, the combination of AD and HTC is proposed to increase overall bioenergy production. Wheat straw was anaerobically digested in a novel upflow anaerobic solid state reactor (UASS) in both mesophilic (37 &#176;C) and thermophilic (55 &#176;C) conditions. Wet digested from thermophilic AD was hydrothermally carbonized at 230 &#176;C for 6 hr for HTC biochar production. At thermophilic temperature, the UASS system yields an average of 165 LCH4/kgVS&#160;(VS: volatile solids) and 121 L CH4/kgVS&#160;at mesophilic AD over the continuous operation of 200 days. Meanwhile, 43.4 g of HTC biochar with 29.6 MJ/kgdry_biochar was obtained from HTC of 1 kg digestate (dry basis) from mesophilic AD. The combination of AD and HTC, in this particular set of experiment yield 13.2 MJ of energy per 1 kg of dry wheat straw, which is at least 20% higher than HTC alone and 60.2% higher than AD only.

A novel Upflow Anaerobic Solid State (UASS) reactor was used for biogas production from fibrous feedstock. Digestate from UASS reactor was hydrothermally carbonized into HTC biochar in a pressurized batch reactor. The integration of the two bioenergy concepts was applied in this study to increase overall bioenergy production.

Biyoenerji Üretimi Entegre Anaerobik Sindirim ve Hidrotermal karbonizasyon Değerlendirilmesi

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal ...

Çevre

Method to Produce Durable Pellets at Lower Energy Consumption Using High Moisture Corn Stover and a Corn Starch Binder in a Flat Die Pellet Mill

A major challenge in the production of pellets is the high cost associated with drying biomass from 30 to 10% (w.b.) moisture content. At Idaho National Laboratory, a high-moisture pelleting process was developed to reduce the drying cost. In this process the biomass pellets are produced at higher feedstock moisture contents than conventional methods, and the high moisture pellets produced are further dried in energy efficient dryers. This process helps to reduce the feedstock moisture content by about 5-10% during pelleting, which is mainly due to frictional heat developed in the die. The objective of this research was to explore how binder addition influences the pellet quality and energy consumption of the high-moisture pelleting process in a flat die pellet mill. In the present study, raw corn stover was pelleted at moistures of 33, 36, and 39% (w.b.) by addition of 0, 2, and 4% pure corn starch. The partially dried pellets produced were further dried in a laboratory oven at 70 &#176;C for 3-4 hr to lower the pellet moisture to less than 9% (w.b.). The high moisture and dried pellets were evaluated for their physical properties, such as bulk density and durability. The results indicated that increasing the binder percentage to 4% improved pellet durability and reduced the specific energy consumption by 20-40% compared to pellets with no binder. At higher binder addition (4%), the reduction in feedstock moisture during pelleting was &#60;4%, whereas the reduction was about 7-8% without the binder. With 4% binder and 33% (w.b.) feedstock moisture content, the bulk density and durability values observed of the dried pellets were &#62;510 kg/m3 and &#62;98%, respectively, and the percent fine particles generated was&#160;reduced to &#60;3%.

In this study, a protocol was developed to produce good quality pellets using a flat die pellet mill at reduced specific energy consumption testing high-moisture corn stover and a starch based binder. The results indicated that adding a corn starch binder improved the pellet durability, reduced percent fines and decreased specific energy consumption.

Yöntemi Düz Die Pelet Mill Yüksek Nem mısır koçanı ve Mısır nişastası Ciltçi&#39;yi kullanarak Az Enerji Tüketimi de Dayanıklı Peletlerini üretmek için

A major challenge in the production of pellets is the high cost associated with drying biomass from 30 to 10% (w.b.) moisture content. At Idaho National ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil (HGO) for production of transportation fuels through a fluid catalytic cracking (FCC) route. Cracking experiments are performed with a fully automated reaction unit at a fixed weight hourly space velocity (WHSV) of 8 hr-1, 490-530 &#176;C, and catalyst/oil ratios of 4-12 g/g. When a feed is in contact with catalyst in the fluid-bed reactor, cracking takes place generating gaseous, liquid, and solid products. The vapor produced is condensed and collected in a liquid receiver at -15 &#176;C. The non-condensable effluent is first directed to a vessel and is sent, after homogenization, to an on-line gas chromatograph (GC) for refinery gas analysis. The coke deposited on the catalyst is determined in situ by burning the spent catalyst in air at high temperatures. Levels of CO2 are measured quantitatively via an infrared (IR) cell, and are converted to coke yield. Liquid samples in the receivers are analyzed by GC for simulated distillation to determine the amounts in different boiling ranges, i.e., IBP-221 &#176;C (gasoline), 221-343 &#176;C (light cycle oil), and 343 &#176;C+ (heavy cycle oil). Cracking of a feed containing canola oil generates water, which appears at the bottom of a liquid receiver and on its inner wall. Recovery of water on the wall is achieved through washing with methanol followed by Karl Fischer titration for water content. Basic results reported include conversion (the portion of the feed converted to gas and liquid product with a boiling point below 221 &#176;C, coke, and water, if present) and yields of dry gas (H2-C2's, CO, and CO2), liquefied petroleum gas (C3-C4), gasoline, light cycle oil, heavy cycle oil, coke, and water, if present.

This paper presents an experimental method to produce biofuels and biochemicals from canola oil mixed with a fossil-based feed in the presence of a catalyst at mild temperatures. Gaseous, liquid, and solid products from a reaction unit are quantified and characterized. Conversion and individual product yields are calculated and reported.

Katalitik Kırma Dönüşüm aracılığıyla Kanola Yağı gelen Biyoyakıt ve Biochemicals laboratuvar üretimi

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

Kimya

Utilization of Stop-flow Micro-tubing Reactors for the Development of Organic Transformations

A new reaction screening technology for organic synthesis was recently demonstrated by combining elements from both continuous micro-flow and conventional batch reactors, coined stop-flow micro-tubing (SFMT) reactors. In SFMT, chemical reactions that require high pressure can be screened in parallel through a safer and convenient way. Cross-contamination, which is a common problem in reaction screening for continuous flow reactors, is avoided in SFMT. Moreover, the commercially available light-permeable micro-tubing can be incorporated into SFMT, serving as an excellent choice for light-mediated reactions due to a more effective uniform light exposure, compared to batch reactors. Overall, the SFMT reactor system is similar to continuous flow reactors and more superior than batch reactors for reactions that incorporate gas reagents and/or require light-illumination, which enables a simple but highly efficient reaction screening system. Furthermore, any successfully developed reaction in the SFMT reactor system can be conveniently translated to continuous-flow synthesis for large scale production.

A protocol for organic reaction screening using stop-flow micro-tubing (SFMT) reactors employing gaseous reactants and/or visible-light mediated reactions is presented.

Stop-akış mikro-boru reaktörler kullanımı organik dönüşümleri gelişimi için

A new reaction screening technology for organic synthesis was recently demonstrated by combining elements from both continuous micro-flow and conventional ...

Combustion Chemistry of Fuels: Quantitative Speciation Data Obtained from an Atmospheric High-temperature Flow Reactor with Coupled Molecular-beam Mass Spectrometer

This manuscript describes a high-temperature flow reactor experiment coupled to the powerful molecular beam mass spectrometry (MBMS) technique. This flexible tool offers a detailed observation of chemical gas-phase kinetics in reacting flows under well-controlled conditions. The vast range of operating conditions available in a laminar flow reactor enables access to extraordinary combustion applications that are typically not achievable by flame experiments. These include rich conditions at high temperatures relevant for gasification processes, the peroxy chemistry governing the low temperature oxidation regime or investigations of complex technical fuels. The presented setup allows measurements of quantitative speciation data for reaction model validation of combustion, gasification and pyrolysis processes, while enabling a systematic general understanding of the reaction chemistry. Validation of kinetic reaction models is generally performed by investigating combustion processes of pure compounds. The flow reactor has been enhanced to be suitable for technical fuels (e.g. multi-component mixtures like Jet A-1) to allow for phenomenological analysis of occurring combustion intermediates like soot precursors or pollutants. The controlled and comparable boundary conditions provided by the experimental design allow for predictions of pollutant formation tendencies. Cold reactants are fed premixed into the reactor that are highly diluted (in around 99 vol% in Ar) in order to suppress self-sustaining combustion reactions. The laminar flowing reactant mixture passes through a known temperature field, while the gas composition is determined at the reactors exhaust as a function of the oven temperature. The flow reactor is operated at atmospheric pressures with temperatures up to 1,800 K. The measurements themselves are performed by decreasing the temperature monotonically at a rate of -200 K/h. With the sensitive MBMS technique, detailed speciation data is acquired and quantified for almost all chemical species in the reactive process, including radical species.

An investigation of the oxidative combustion chemistry of novel biofuels, fuel components, or jet fuels by comparison of quantitative speciation data is presented. The data can be used for kinetic model validation and enables fuel assessment strategies.This manuscript describes the atmospheric high-temperature flow reactor and demonstrates its capabilities.

Yakıtların yanma kimya: bir atmosferik yüksek sıcaklık akışı reaktör ile elde edilen nicel Türleşme veri birleştiğinde ışın moleküler Kütle Spektrometre

This manuscript describes a high-temperature flow reactor experiment coupled to the powerful molecular beam mass spectrometry (MBMS) technique. This ...

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative environmental impact and slag formation. The selected short rotation coppice (SRC) willow wood has a high ash content (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg" /> = 1.96%) and, therefore, a high content of emission and slag precursors. Therefore, the reduction of minerals from SRC willow wood by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization (MAHC) at 150 &#176;C, 170 &#176;C, and 185 &#176;C is investigated. An advantage of MAHC over conventional reactors is an even temperature conductance in the reaction medium, as microwaves penetrate the whole reactor volume. This allows a better temperature control and a faster cooldown. Therefore, a succession of depolymerization, transformation and repolymerization reactions can be analyzed effectively. In this study, the analysis of the mass loss, ash content and composition, heating values and molar O/C and H/C ratios of the treated and untreated SCR willow wood showed that the mineral content of the MAHC coal was reduced and the heating value increased. The process water showed a decreasing pH and contained furfural and 5-methylfurfural. A process temperature of 170 &#176;C showed the best combination of energy input and ash component reduction. The MAHC allows a better understanding of the hydrothermal carbonization process, while a large-scale industrial application is unlikely because of the high investment costs.

A protocol for the emission precursor depletion from low quality biomass by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization treatment is presented. This protocol includes the microwave parameters and the analysis of the biocoal product and process water.

Düşük sıcaklık mikrodalga destekli hidrotermal karbonizasyon ile Willow Wood yakıt emisyonu azaltılması

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

Hava Perdesi Brülörleri ve Biochar – Orman Sağlığını ve Karbon Yakalamayı Geliştirme

Continuous In-woods Production of Biochar Using a Trailer-Mounted Air Curtain Burner

Fuel treatments and other forest restoration thinning practices aim to reduce wildfire risk while building forest resilience to drought, insects, and diseases and increasing aboveground carbon (C) sequestration. However, fuel treatments generate large amounts of unmerchantable woody biomass residues that are often burned in open piles, releasing significant quantities of greenhouse gases and particulates, and potentially damaging the soil beneath the pile. Air curtain burners offer a solution to mitigate these issues, helping to reduce smoke and particulates from burning operations, more fully burn biomass residues compared to pile burning, and eliminate the direct and intense fire contact that can harm soil beneath the slash pile. In an air curtain burner, burning takes place in a controlled environment. Smoke is contained and recirculated by the air curtain, and therefore burning can be conducted under a variety of climatic conditions (e.g.,&#160;wind, rain, snow), lengthening the burning season for disposal of slash material. The mobile pyrolysis unit that continuously creates biochar was specifically designed to dispose of residual woody biomass at log landings, green wood at landfills, or salvaged logged materials and create biochar in the process. This high-carbon biochar output can be used to enhance soil resilience by improving its chemical, physical, and biological properties and has potential applications in remediating contaminated soils, including those at abandoned mine sites. Here, we describe the general use of this equipment, appropriate siting, loading methods, quenching requirements, and lessons learned about operating this new technology.

Yazar Spotlight: Ekosistem Restorasyonu ve Toprak Sağlığı için Yer Bazlı Biyokömür Üretimini Geliştirme

We describe the use of a place-based mobile pyrolysis unit equipped with an air curtain to continuously create biochar. The technology reduces the need for open slash pile burning, which results in lower emissions and fewer soil impacts. The protocol includes guidelines for site selection, loading, and quenching.

Römorka Monte Hava Perdesi Brülörü Kullanarak Sürekli Orman İçi Biochar Üretimi

Fuel treatments and other forest restoration thinning practices aim to reduce wildfire risk while building forest resilience to drought, insects, and ...

Twin-vida Karıştırma Reaktörde Biyokütle Kalıntılarının Hızlı Piroliz

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Biyokütle Dönüşüm Hızlı Piroliz ve Katalitik Hydrotreating Filtreli Hidrokarbon Akaryakıt Via Sıcak buhar üretmek için

Biyoenerji Üretimi Entegre Anaerobik Sindirim ve Hidrotermal karbonizasyon Değerlendirilmesi

Yöntemi Düz Die Pelet Mill Yüksek Nem mısır koçanı ve Mısır nişastası Ciltçi'yi kullanarak Az Enerji Tüketimi de Dayanıklı Peletlerini üretmek için

Katalitik Kırma Dönüşüm aracılığıyla Kanola Yağı gelen Biyoyakıt ve Biochemicals laboratuvar üretimi

Stop-akış mikro-boru reaktörler kullanımı organik dönüşümleri gelişimi için

Yakıtların yanma kimya: bir atmosferik yüksek sıcaklık akışı reaktör ile elde edilen nicel Türleşme veri birleştiğinde ışın moleküler Kütle Spektrometre

Düşük sıcaklık mikrodalga destekli hidrotermal karbonizasyon ile Willow Wood yakıt emisyonu azaltılması

Römorka Monte Hava Perdesi Brülörü Kullanarak Sürekli Orman İçi Biochar Üretimi

Römorka Monte Hava Perdesi Brülörü Kullanarak Sürekli Orman İçi Biochar Üretimi

Römorka Monte Hava Perdesi Brülörü Kullanarak Sürekli Orman İçi Biochar Üretimi