این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل، جلد ۲۴، شماره ۴، صفحات ۲۷-۴۰
عنوان فارسی پالایش زیستی باگاس و مغز آن به روش پیرولیز سریع
چکیده فارسی مقاله سابقه و هدف: زیست‌توده تنها منبع تجدیدپذیر کربن جهت تبدیل به زیست‌سوخت و محصولات باارزش افزوده زیاد است. فرآیندهای شیمیایی-حرارتی مانند پیرولیز سریع می‌توانند نقش مهمی برای تولید زیست‌سوخت، مواد شیمیایی‌ زیستی و گازها با فناوری‌های زیست-پالایش ایفا کنند. با توجه به‌اینکه، نیشکر به‌طور وسیع در جنوب کشور کشت می‌شود و مغز باگاس از فراوان‌ترین ضایعات زیست‌توده لیگنوسلولزی حاصل از فرآیند مغززدایی در صنایع خمیر و کاغذ و MDF در ایران است، هدف این تحقیق مقایسه امکان استفاده از باگاس و مغز آن جهت تولید زیست‌نفت در راکتور نیمه‌صنعتی بستر سیال و توسعه کاربردی پالایش ‌زیستی جهت تولید زیست‌سوخت و مواد با ارزش افزوده زیاد است. مواد و روش‌ها: این تحقیق جهت تولید زیست‌سوخت در راکتور نیمه صنعتی بستر سیال از باگاس (مغززدایی نشده) و مغز آن انجام گرفت. ترکیبات باگاس با آنالیز تقریبی و آنالیز نهایی اندازه‌گیری شد. با استفاده از آنالیز‌کننده عنصری، نوع و مقدار فلزات سنگین نیز تعیین گردید. ویژگی‌های تخریب حرارتی توسط آنالیز وزن‌سنجی حرارتی اندازه‌گیری شد. پیرولیز سریع در دمای 470 درجه‌ سانتی‌گراد، سرعت تغذیه 90 گرم در دقیقه، اندازه ذرات 5/0 میلی‌متر درون پیرولیزکننده همراه گاز نیتروژن با سرعت 2 لیتر بر دقیقه انجام شد. یافته‌ها: آنالیز عنصری نشان داد که مغز باگاس حاوی مقدار قابل توجهی مواد استخراجی و غیرآلی (غالباً کلسیم، پتاسیم، و منیزیم) است. نتایج وزن‌سنجی‌ حرارتی بیان کرد که بیشترین اتلاف وزنی باگاس و مغز آن در دمای بین 250 و 350 درجه سانتی‌گراد می‌باشد که با تجزیه حرارتی ترکیبات اصلی آن‌ها (سلولز، همی‌سلولز و لیگنین) مرتبط است. تحت شرایط ذکر شده، بازده زیست‌نفت، ذغال‌ زیستی و سینگاز برای باگاس و مغز آن به‌ترتیب 2/53 و 5/35 درصد، 25 و 37 درصد، و 21 و 5/27 درصد وزنی به‌دست آمد. کربن ثابت زیست-نفت حاصل از باگاس بیشتر از مغز آن بود که منجر به ارزش حرارتی بیشتر آن می‌شود؛ در صورتی‌که مغز باگاس ذغال ‌زیستی بیشتری تولید می‌کند. ارزش حرارتی زیست‌نفت حاصل از باگاس حدود 6/20 مگاژول بر کیلوگرم به‌دست آمد که بیشتر از ارزش حرارتی مغز باگاس و بسیاری از مواد لیگنوسلولزی گزارش شده در منابع است. اکسیژن کمتر موجود در باگاس، هزینه فرآیند تقویت زیست‌نفت جهت تبدیل به بیودیزل و دیگر مواد شیمیایی را کاهش می‌دهد. ترکیبات گازی پیرولیز سریع باگاس و مغز آن از گاز دی‌اکسید کربن، منواکسیدکربن، متان، هیدروژن و سایر هیدروکربن‌ها مانند اتان، پروپان و اتیلن تشکیل شده است. گاز دی‌اکسید کربن، گاز غالب در بین گاز‌های دیگر است. باگاس مقدار دی‌اکسید کربن بیشتری نسبت به مغز باگاس در طی فرآیند پیرولیز سریع تولید می‌کند. نتیجه‌گیری: مغز باگاس به‌دلیل داشتن لیگنین بیشتر موجب پایداری حرارتی زیادتر و در نتیجه تولید ذغال زیستی بیشتری نسبت به باگاس طی فرآیند پیرولیز سریع می‌شود. زیست‌نفت حاصل از پیرولیز سریع باگاس نه‌تنها امکان تولید انرژی‌ تجدیدپذیر و تولید ماده شیمیایی مختلف را نشان داده است، بلکه گازهای حاصل از آن (سینگاز) به‌عنوان یک منبع مناسب تامین انرژی در صنایع قابل استفاده است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مغز باگاس، پالایش‌ زیستی، زیست‌سوخت، پیرولیز سریع،
عنوان انگلیسی Biorefinery of Bagasse and It’s Pith by Fast Pyrolysis
چکیده انگلیسی مقاله Background and objectives: Biomass is the only source of renewable carbon which can be converted to biofuels and added value products. Thermochemical processes such as fast pyrolysis can play an important role for production of biofuels, bio-chemicals and syngases from biorefinery technologies. With regards to this point that sugarcane wildly cultivate in south of Iran and its pith is an abundant resource of biomass from de-pithing process in pulp and paper and medium density fiberboard industries. The aim of this study is the comparison possibility use of bagasse and its pith for bio-oil production in pilot scale fluidized bed reactor and application development of biorefinery for bio-oil production and added-value products. Material and methods: This research conducted on biofuel production in a pilot-scale reactor operating in a fluidized bed from bagasse and its pith. The components of bagasse are measured by proximate and ultimate analysis. The type and amount of heavy metals were used by applying an elemental analyzer. The thermal degradation characteristics were measured via TGA. Fast pyrolysis were performed at temperature of 470 °C, under screw feeder carrier the biomass in 90 g/h, inside pyrolyzer with nitrogen gas flow rate of 2 L/min. Results: The elemental analysis indicated that the pith of bagasse contains substantial amounts of extractives and inorganic matter (predominantly Ca, K and Mg). The results of TGA indicated that most of weight losses of bagasse and its pith are among 250 and 350 ˚C which associated with main degradation components (cellulose, hemicellulose and lignin). Under the mentioned conditions, the yields of 53.2%, 35.5% (w/w); 25, 37% (w/w); 21%, 27.5% (w/w) for bio-oil, bio-char, and syngases were obtained from bagasse and pith respectively. The fixed carbon on bagasse was higher than its pith which led to higher energy value, while pith of bagasse contributes the higher bio-char. The heating value of bio-oil from bagasse is 20.6 Mj/kg which higher than pith and most of lignocellulosic materials reported in literatures. The lower oxygen content of bagasse will reduce the cost of upgrading for converting to bio-diesel and other chemicals. The pyrolysis gases components are CO2, CO, CH4, H2 and other hydrocarbons like ethane, propane and ethylene. The carbon dioxide is the dominant gas among them. Bagasse produced more carbon dioxide than pith in fast pyrolysis process. Conclusions: The pith showed higher thermal stability which result in more bio-char production, because of the higher lignin content of pith in the fast pyrolysis process. The fast pyrolysis bio-oil of bagasse not only showed the possibility renewable energy and chemicals, but also its syngases enable utilize as proper energy resource in industries.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Pith of bagasse, Biorefinery, Bio-fuel, Fast Pyrolysis
نویسندگان مقاله پیام قربان نژاد |
گروه خمیر و کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

محمدرضا دهقانی فیروزآبادی | mohammad reza dehghani firouzabadi
دانشیار گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

علی قاسمیان |
عضو هیئت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

پاول د ویلد | د ویلد
مدیر پروژه بیومس مرکز تحقیقات انرژی هلند

هیرو جان هیرس | hero jan هیرس
استاد و رئیس دپارتمان مهندسی شیمی، دانشگاه خرونینگن هلند

نشانی اینترنتی http://jwfst.gau.ac.ir/article_3950_3dd5119df4aa3e4ad4bcfd8a4ff347c1.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1411/article-1411-574801.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات