ТОРРЕФИКАЦИЯ И ПИРОЛИЗ ХВОИ PINUS SYLVESTRIS L.: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ

XFYXPS

Авторы

  • Лилит Кареновна Казарян Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0009-0003-3469-9200
  • Сергей Реджинальдович Лоскутов Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0000-0002-3779-8752
  • Мария Анатольевна Пляшечник Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0000-0002-6879-0710
  • Юрий Яковлевич Симкин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетне-ва https://orcid.org/0000-0003-4628-0178

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.027

Ключевые слова:

хвоя сосны, торрефикация, пиролиз, свойства продуктов

Аннотация

В настоящее время среди способов переработки древесной зелени (ДЗ и хвои, в частности) преобладают различные варианты экстракционной переработки с получением востребованных продуктов для производства товаров в сельскохозяйственной, медицинской, пищевой, парфюмерно-косметической и других отраслях. Важным направлением использования древесной зелени и хвои (листьев) является, по нашему мнению, пиролитическая конверсия этого сырья с целью получения жидкого и твердого биотоплива.  В Российской Федерации этому направлению внимания не уделяется. В своем исследовании нами получены новые данные о физико-химических свойствах торрефикатов и биоуглей, полученных термической переработкой хвои сосны обыкновенной. На базе комплекса методов – сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), термогравиметрии (ТГ/ДТГ с использованием вторых производных контуров ДТГ по температуре), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и аналитического пиролиза (Пи-ГХ/МС) – впервые исследованы физико-химические свойства торрефикатов и биоуглей, полученных при разных температурах пиролиза хвои сосны. Установлены механизм термоокислительной деструкции биоугля, характерные различия продуктов по структуре (СЭМ), процессов термоокислительной деструкции – по убыли массы и кинетике (энергии активации, констант скорости реакций), по удельной теплоте сгорания продуктов (от 15,20 до 26,64 МДж/кг), компонентному составу «вторичных» пиролизатов; полученных флэш пиролизом торрефикатов и биоуглей при 600 °С. Обсуждается целесообразность и перспективность пиролитической переработки хвои.

Биография автора

Юрий Яковлевич Симкин, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетне-ва

 

 

Библиографические ссылки

Wei-Hsin Chen, Ke-Miao Lu, Chi-Ming Tsai. An experimental analysis on property and structure variations of agricultural wastes undergoing tor-refaction // Applied Energy. 2012. №100. 318–325. Р.

Исследование технологических параметров торрефикации древесины в горизонтальном шнековом реакторе в интенсивных режимах / А.А.Макаров [и др.]. // Вестник Казанского тех-нологического университета. 2013. № 13. С. 177–179.

А. Ю. Крылова, Е. Г. Горлов, А. В. Шумовский. Получение биоугля пиролизом биомассы // Химия твердого топлива. 2019. № 6. С. 55–64.

Akanksha Kumain, T. K. Bhattacharya, Hemant Kumar Sharma. Physico-chemical and Thermal Characteristics of Pine Needle Biochar Bri-quetted Fuel using Soil, Lime and Cement as a Binder // Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci. 2020. № 9(10). Р. 3675–3690.

Valorization of waste pine needle biomass into biosorbents for the removal of methylene blue dye from water: Kinetics, equilibrium and ther-mo-dynamics study / D. Pandey [et. al] // Envi-ronmental Technology & Innovation. 2022. № 25. P. 8–12.

Havilah P. R., Sharma P. K., Sharma A. K. Char-acterization, thermal and kinetic analysis of Pi-nus roxburghii // Environment, Development and Sustainability: A Multidisciplinary Approach to the Theory and Practice of Sustainable Devel-opment. 2021. №. 23. Р. 8872–8894.

Varma A. K., P. Mondal. Pyrolysis of pine nee-dles: effects of process parameters on products yield and analysis of products // J. Therm. Anal. Caloriml. 2018. №13. P. 1057–2072.

Термический анализ и пиролиз хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris Ledeb.) / С. Р. Лоскутов [и др.]. // Химия в интересах устойчи-вого развития. 2023. № 1. С. 49–59.

Ягодин В. И. Основы химии и технологии пе-реработки древесной зелени: учебник / под ред. Ю. И. Холькина Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. 224 с.

Оболенская А. В., Ельницкая З. П., Леонович А. А. Лабораторные работы по химии древе-сины и целлюлозы: учебное пособие для ву-зов / М.: Экология, 1991. 320 с.

Broido A. A simple, sensitive graphical method of treating thermogravimetric analysis data // J. Polym. Sci. 1969. № 7. P. 1761–1773.

Диагностика ранних изменений физико-химических свойств древесины под действием грибных инфекций / С.Р. Лоскутов [и др.] // Хи-мия растительного сырья. 2022. № 2. С. 61–72.

Characterization of Biochars from Various Agri-cultural ByProducts Using FTIR Spectroscopy, SEM focused with image Processing / A. Ray [et al.] // International Journal of Agriculture, Envi-ronment and Biotechnology. 2020. №13(4). P. 423–430.

Элементный состав хвои в разных клонах сосны обыкновенной / В.В. Тараканов [и др.] // Лесоведение. 2007. № 1. С. 28–35.

Гигроскопические свойства древесины лист-венных пород / Лоскутов С.Р [и др.] // Лесной вестник Forestry Bulletin. 2022. № 2. С. 92–102.

Gao M., Sun C. Y., Wang C. X. Thermal degrada-tion of wood treated with flame retardants // J. Therm. Anal. Calorim. 2006. № 3. P. 765–769.

Muralidhara K. S., Sreenivasan S. Thermal deg-radation kinetic data of polyester, cotton and pol-yester-cotton blended textile material // World Appl. Sci. J. 2010. № 2. P. 184–189.

Saiyed B. A. The study of thermal stability and decomposition in cadmium oxalate single crys-tals // IJERT. 2012. № 1. P. 1–5.

Влияние температуры на кинетику сорбции ионов Со2+ и Ni2+ сорбентом на основе произ-водного инозитгексафосфорной кислоты / Ярусова С. Б. [и др.] // Журнал физической хи-мии. 2018. № 3. С. 451–456.

Изучение процессов сорбции церия методом математического планирования эксперимента / Водолазов Л. И. [и др.] // ДАН СССР. 1989. № 1. С. 139–143.

Лоскутов С. Р. Взаимодействие древесины с физически активными низкомолекулярными веществами. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004. 171 с.

Applicability of the master plots in kinetic analysis of nonisothermal data / J.M Criado [et al.] // Ther-mochim Acta. 1989. №147. P. 377–385.

Sharma P., Diwan P. K. Study of thermal decom-position process and the reaction mechanism of the eucalyptus wood // Wood Sci Technol. 2017. № 51. P. 1081–1094.

Perez-Makeda L.A., Criado J. M. Accuracy of Senum and Yang approximations to the Arrhenius integral // J Thermal Calorim. 2000. № 60. P. 909–915.

Способ получения бутен-2-диола-1,4: пат: RU2154527C2 Рос.

Химический портал. URL: https://chemport.ru/ (дата обращения: 19.01.2023).

РЕАРУС URL: https://rearus.ru/ (дата обращения: 20.01.2023).

WIKIETO URL: https://wikieto.ru/wiki/a-2-Methoxy-4-vinylphenol (дата обращения: 10.01.2023).

Загрузки

Опубликован

12/29/2023

Как цитировать

Казарян, Л. К., Лоскутов, С. Р., Пляшечник, М. А., & Симкин, Ю. Я. (2023). ТОРРЕФИКАЦИЯ И ПИРОЛИЗ ХВОИ PINUS SYLVESTRIS L.: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ: XFYXPS. Ползуновский ВЕСТНИК, (4), 214–222. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.027

Выпуск

№ 4 (2023): Ползуновский вестник

Раздел

РАЗДЕЛ 2. ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ

Лицензия

Copyright (c) 2023 Лилит Кареновна Казарян, Сергей Реджинальдович Лоскутов, Мария Анатольевна Пляшечник, Юрий Яковлевич Симкин

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.