Study on biomass torrefaction process
More details
Hide details
1
Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2014;17(4):137-146
KEYWORDS
ABSTRACT
This paper presents the results of torrefaction of selected biomass samples which are important from
the point of view of their potential use in Poland. The sample thermal treatments were carried out at
various temperatures, analyzing the process parameters’ effects on biomass drying and torrefaction.
Furthermore, the effect of the process parameters on biomass composition, including the content of
volatile matter, fixed carbon, the elements C and H, and high heating value, was also investigated.
The study results demonstrated that under specified temperature conditions, a temperature rise is
observed, thus confirming the occurrence of exothermic reactions.
It was also determined that the most significant variations in sample weight, changes in the volatile
content and the contents of the elements C and H, as well as changes in the calorific value of solid residues,
occurred for cases when the process temperature was increased from 250°C to 300°C.
The test results also indicated that proper selection of the temperature of sample thermal treatment
makes it possible to produce solid carbonatious char containing as much as 80% C, and characterized by
a high heating value of up to 30 MJ/kg.
The results presented in this paper confirm that the parameters of thermally-treated biomass may be
controlled by the temperature of the process of its thermal treatment.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Badania procesu toryfikacji biomasy
toryfikacja, biomasa, obróbka termiczna
W pracy przedstawiono wyniki badań toryfikacji wybranych próbek biomasy, istotnych
z punktu widzenia potencjalnego wykorzystania w warunkach polskich. Badania obróbki termicznej
próbek przeprowadzono w różnych temperaturach, analizując wpływ warunków termicznych
na proces suszenia i toryfikacji oraz na skład biomasy, w tym zawartość części lotnych,
fixed carbonu, pierwiastków C i H oraz na jej parametry energetyczne (ciepło spalania).
W efekcie przeprowadzonych badań wykazano, że w określonych warunkach temperaturowych
następuje wzrost temperatury powyżej panującej w piecu, co potwierdza występowanie reakcji
egzotermicznych. W efekcie badań stwierdzono także, że największe zmiany masy próbek oraz
zmiany zawartości części lotnych, pierwiastków C i H oraz wartości ciepła spalania stałej
pozostałości po obróbce termicznej następują wskutek wzrostu temperatury procesu w zakresie
250–300°C.Wyniki badań wykazały także, że odpowiedni wybór temperatury obróbki termicznej
pozwala na uzyskanie stałego produktu podprocesowego (karbonizatu) o zawartości pierwiastka
C dochodzącej do 80% i charakteryzującego się ciepłem spalania nawet 30 MJ/kg.
Przedstawione w pracy wyniki potwierdziły, że uzyskanie pożądanych parametrów biomasy
możliwe jest poprzez odpowiednią kontrolę temperatury obróbki termicznej.
REFERENCES (9)
1.
CHEN, W. i KUO, P. 2010. A study on torrefaction of various biomass materials and its impact on lignocellulosic structure simulated by a thermogravimetry. Energy 35, 2580–2586.
2.
KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2006. Autotermiczna termoliza jako efektywna technologia produkcji czystych i wysokoenergetycznych paliw. Archiwum Spalania 6 (1–4), s. 114–119.
3.
MCKENDRY, P. 2002a. Energy Production from Biomass (Part 1): Overview of Biomass. Bioresource Technology vol. 83, s. 37–46.
4.
MCKENDRY, P. 2002b. Energy Production from Biomass (Part 2): Conversion Technologies. Bioresource Technology vol. 83, s. 47–54.
5.
MCKENDRY, P. 2002c. Energy Production from Biomass (Part 3): Gasification Technologies. Bioresource Technology vol. 83, s. 55–63.
6.
PRINS i in. 2006a – PRINS, M.J., PTASINSKI, K.J. i JANSSEN, F.J.J.G. 2006a. Torrefaction of wood Part 1. Weight loss kinetics. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 77, 28–34.
7.
PRINS i in. 2006b – PRINS, M.J., PTASINSKI, K.J. i JANSSEN, F.J.J.G. 2006b. Torrefaction of wood Part 2. Analysis of products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 77, 35–40.
8.
PRINS i in. 2007 – PRINS, M.J., PTASINSKI, K.J. i JANSSEN, F.J.J.G. 2007. From coal to biomass gasifcation: Comparison of thermodynamic effciency. Energy 32, 1248–1259.
9.
PTASINSKI i in. 2007 – PTASINSKI, K.J., PRINS, M.J. i PIERIK, A. 2007. Exergetic evaluation of biomass gasifcation. Energy 32, 568–574.