Producimos un sustituto de turba a partir de residuos. Este procedimiento tiene cierto potencial para la organización de residuos orgánicos. La composición exacta no importa y se toleran las variaciones estacionales.
Proporciona una alternativa al uso del hidrocarbón como combustible sólido y con ello ayuda a mitigar el cambio climático mediante la captura y almacenamiento de carbono y el ahorro de fertilizantes fósiles. Es muy importante cerrar las abrazaderas exteriores apretadas o la composición de los cables puede cambiar durante el calentamiento debido a la pérdida de agua y la reacción debe repetirse con una mezcla fresca. No se preocupe demasiado por la presión residual después de la carbonización hidrotermal.
Trabajar con biomasa es impredecible. Observamos presiones residuales muy bajas y muy altas. El pozo para el tratamiento térmico tiene que ser delgado.
Si es demasiado gruesa, las vías preferenciales pueden ocurrir con una buena causa y un tratamiento heterogéneo y producir materiales inadecuados. Para empezar, seleccione la biomasa de las sobras de la cocina, como cáscaras de frutas o partes vegetales comestibles. Seque la muestra de la biomasa a 100-105 grados centígrados en un horno durante dos horas o durante la noche.
Pesar la muestra seca. Calcular las cantidades adecuadas de agua y biomasa para la mezcla de reacción. Tener el volumen de la mezcla de reacción la mitad del volumen del autoclave y el contenido de agua durante la carbonización hidrotermal como 85 por ciento de peso.
Supongamos que la densidad de la mezcla es de aproximadamente 1g/ml. Introducir la biomasa y el agua en el autoclave, que se proporciona con el disco de ruptura y se establece a una presión de ráfaga de 50 bar. Cierre el autoclave y abra la línea de nitrógeno para presurizarla hasta 20 bar.
Durante los próximos 30 minutos, compruebe el manómetro para confirmar que no hay pérdida de presión, lo que indica un recipiente correctamente cerrado sin fugas. A continuación, abra la válvula de salida para liberar la presión y vuelva a cerrar el recipiente. Ahora, enciende la agitación.
Calienta el autoclave a 215 grados centígrados en 30 minutos y mantén la temperatura durante al menos cuatro horas o durante la noche para la reacción de carbonización. Monitorear la presión durante las primeras dos horas, que aumenta hasta 21 bar, siguiendo la curva de presión de vapor para el agua. Cuando el autoclave se haya enfriado a temperatura ambiente por enfriamiento natural, libere cuidadosamente cualquier presión residual y abra el autoclave.
Para recuperar el hidrocarbán, en un embudo Buchner con vacío, vierta la mezcla para separar el sólido y el líquido. Deseche la fase líquida como residuos peligrosos de laboratorio. Secar el sólido a una temperatura de 100-105 grados centígrados en un horno durante dos horas o durante la noche.
Después de eso, pesar la muestra seca. Calcular el balance de masa de la carbonización hidrotermal. Tenga en cuenta el peso seco de la biomasa y el peso seco del producto hidrocarb.
En una frita de vidrio de un reactor de lote de cuarzo tubular, pesa 2-3 g de hidrocarra seco y crudo para un tratamiento homogéneo. Para cantidades más grandes, como 10-20g, utilice material peletizado con un tamaño de partícula de 0.2-6mm. En una campana de humo, inserte un acoplador térmico a través del pozo térmico en el reactor de cuarzo tubular con el extremo que llega a la cama colocado en la frita.
Coloque el reactor en el manto de calentamiento y conecte al reactor un flujo de nitrógeno de 20 ml por minuto. Coloque una pequeña botella de vidrio debajo de la salida del reactor para recoger líquidos condensados. Calienta el reactor a 275 grados centígrados con una rampa de 10 grados por minuto.
Mantenga esta temperatura durante una hora. Cuando se enfríe a temperatura ambiente, desconecte el flujo de gas. Deseche el líquido recogido en el vaso de precipitados a los residuos orgánicos no halogenados.
Gire el reactor para recuperar el material de carbono en un crisol y pesarlo. Calcular el balance de masa para el tratamiento térmico. A partir de la masa obtenida en el tratamiento térmico y de la biomasa seca empleada en el paso de carbonización.
Primero, triturar el producto en un mortero y pesar 10mg de la muestra en un crisol del aparato TG. Coloque el crisol que contiene la muestra en el automuestrador del aparato TG y ajuste la temperatura máxima a 600 grados centígrados. Emplear el aire como gas de barrido y una rampa de temperatura de 10 grados por minuto.
Pulse el botón del ratón para iniciar el análisis. Cuantifique la pérdida de masa a 275 grados centígrados en la curva TG calculando la diferencia entre el peso inicial y el peso observado a esta temperatura. Este protocolo transforma las sobras de la cocina en hidrocarbáridos aptos para aplicaciones agrícolas en dos pasos.
Carbonización hidrotermal seguida de un post-tratamiento térmico. En la reacción de carbonización, la biomasa lignocelulósica húmeda se transforma en un material carbonáceo de color marrón. Cuanto más oscuro sea el color marrón, más avanzada es la reacción de carbonización.
La presión durante la reacción de carbonización tiene que aumentar a por lo menos 21 bar, que es la presión de vapor autógena a 250 grados centígrados. Sin embargo, en general, la presión es de alguna manera impredecible. Depende del tipo de biomasa y de su estado de degradación.
El rendimiento de masa de la carbonización implica un amplio rango de 30-90 por ciento de peso. El rendimiento de masa suele ser mayor para el material más leñoso con un alto contenido de lignina y menor para polímeros de azúcar puro como el almidón. El análisis termogravimétrico de las muestras de hidrochar muestra que la pérdida de volátiles entre 200 y 300 grados celsius el tratamiento térmico es menor que la pérdida de hidrocarbú crudo.
A 275 grados centígrados, la pérdida de masa fue del 34,6 por ciento de peso para la muestra de hidrocarbón no tratada. Después del tratamiento a 200 grados centígrados, se logró una reducción del contenido volátil del 17,5%. Después de tratamientos a 250, 275 y 300 grados centígrados, la pérdida de masa correspondiente fue de 6,01, 5,17 y 4,22 porcentajes de peso de la masa total, respectivamente.
Además, el contenido inicial de agua no es crucial para el resultado de la reacción. Tenga en cuenta que una solución más concentrada proporciona un mayor rendimiento de material sólido orgánico. A partir de reservas de alimentación más homogéneas en cerveceros de grano de pluma o residuos agroindustriales, se pueden producir materiales de mayor valor.
La aplicación de temperaturas más altas durante el segundo tratamiento aumenta el contenido de carbono. Hydrochar ha sido propuesto para su aplicación diversa. Por ejemplo, como disolvente, carbonos activados o electrodos en las baterías.
La preparación de este material avanzado a menudo implica un paso térmico de acabado. La tecnología de carbonización hidrotérmica ya se ha ampliado a escala industrial. En este tamaño, la materia prima es muy heterogénea y variable.
Aquí, puede ver los residuos de jardinería que se están procesando. En la actualidad, el producto comercial son pellets, dijo, combustible sólido, con un segundo tratamiento, se produce un producto sólido, aumentando la contribución del stock de alimentación a la mitigación del cambio climático.
