Em nosso grupo, aplicamos tratamento de micro-ondas de baixa temperatura para esgotar a biomassa de salgueiro de precursores de poeira fina. Isso pode ajudar na atualização da biomassa para combustão limpa e, assim, aumentar o potencial de combustível de biomassa de um país. Os micro-ondas permitem um aquecimento de biomassa uniforme e rápido porque excitam as moléculas de água em todo o volume do reator.
A água é um solvente intermediário de absolvição de micro-ondas e, para atingir temperaturas mais altas do reator, catalisadores como ácidos orgânicos devem ser adicionados. Depois de secar, use um moinho de corte para cortar as lascas de madeira de salgueiro. Coloque as lascas de madeira em um moinho centrífugo e triture até um tamanho de partícula de 0,12 milímetros.
Transfira 500 miligramas da matéria-prima moída em um recipiente de reação PTFE de 50 mililitros com uma espátula. Adicione 10 mililitros de água desmineralizada. Aparafusar a tampa do vaso de reação, de modo que a válvula de pressão na tampa esteja no mesmo nível da borda da tampa.
Selecione um forno micro-ondas com 850 watts e uma frequência magnetron de 2.455 mega-hertz. Coloque 12 vasos de reação com matérias-primas no forno micro-ondas e feche o forno. Configure um programa de temperatura para 150, 170 ou 185 graus Celsius.
Inicie o forno micro-ondas com novas matérias-primas para cada programa. Depois que o programa for concluído, remova os vasos de reação para permitir que eles esfriem e reativam. Em seguida, transfira-os sob um armário de fumaça e lentamente desaparafusar a tampa para liberar a pressão dentro.
Abram os vasos. Adicione 35 mililitros de água duas vezes destilada a cada vaso de reação e agite para misturar. Despeje a solução de cada vaso para um cilindro de centrífuga e centrífuga a 1.714 vezes g por 10 minutos.
A água do processo é drenada em outro tubo e armazenada congelada a menos cinco graus Celsius para análise de pH e GC-MS. Congele o cilindro de centrífuga com a pelota biocótal restante a menos cinco graus Celsius por várias horas. Em seguida, pegue a pelota biocóal e seque-a a 105 graus Celsius por 24 horas.
Depois disso, pese a pelota biocócica e calcule a perda de peso induzida pelo MAHC. Primeiro, pese 20 pratos de cerâmica vazios individualmente. Adicione um grama de amostra em cada prato.
A partir de cada tratamento de temperatura, prepare cinco pratos com a matéria-prima seca e cinco pratos com o biocóal MAHC seco. Coloque os pratos de cerâmica abertos em um forno abafado e feche o forno. Programe um programa de temperatura para o forno abafado e inicie o programa.
Depois que o programa for concluído, deixe o forno de abafação esfriar até 105 graus Celsius. Em seguida, abra o forno e transfira os pratos de cerâmica para um dessecante cheio de um agente de secagem composto por gel de sílica. Feche o dessecanteador e seque o vácuo com a ajuda de uma bomba de vácuo.
Tire os pratos de cerâmica após 24 horas de resfriamento. Pesar o prato de cerâmica contendo as cinzas e calcular o peso das cinzas subtraindo o peso do prato de cerâmica vazio. Em um saco de amostra plástica com um valor calórico definido de 46.479 joules por grama, encha com um grama de glicose.
Coloque o saco de amostra no cadinho de combustão de uma bomba calómetro. Use uma pipeta para adicionar cinco mililitros de água duas vezes deionizada no fundo da bomba e aparafusar a bomba. Coloque a bomba no calorímetro e feche o calorímetro.
No calorímetro, digite o peso da amostra, um grama, e altere as configurações para o método do saco de amostra. Então, inicie o calorímetro. Depois que a medição for concluída, retire a bomba, vire-a de cabeça para baixo e agite-a lentamente por um minuto.
Desaparafusar a bomba e usar água duas vezes desmineralizada para jogar a amostra em um frasco volumoso. Enxágüe a bomba várias vezes até que o volume atinja 50 mililitros. Repita a medição do calorímetro cinco vezes com cada biocólico mahc e matéria-prima.
Após o tratamento na bomba calómétrica, transfira os cinco mililitros de solução para um frasco volumétrico de 50 mililitros e adicione 45 mililitros de água duas vezes desmineralizada para misturar. Após a calibração do cromatógrafo de íons, insira o tubo de sucção amostral no frasco e desenhe aproximadamente três mililitros da amostra com a seringa no pré-cólumn. Comece a análise.
Para realizar espectroscopia de emissão óptica acoplada induzida, transfira pela primeira vez 400 miligramas da matéria-prima seca ou do biocóal MAHC para um vaso de reação PTFE de 50 mililitros com uma espátula. Adicione três mililitros de ácido nítrico de 69% e nove mililitros de ácido clorídrico de 35%. Aparafusar a tampa do vaso de reação, de modo que a válvula de pressão na tampa esteja no mesmo nível da borda da tampa.
Coloque os vasos de reação das amostras para serem aquecidos no forno micro-ondas e feche o forno. Programe o programa de temperatura para a degradação completa do material orgânico e inicie o forno micro-ondas. Depois que o programa for concluído, remova os vasos de reação.
Deixe esfriar e reativar. Sob um armário de fumaça, solte a pressão dentro dos vasos e abra-os. Despeje as amostras em um cilindro de lâmpada de 50 mililitros, depois enxágue o recipiente de reação completamente com água deionizada duas vezes e transfira para o cilindro da lâmpada.
Cubra o cilindro até a marca de 50 mililitros com água duas vezes deionizada para garantir a diluição de todas as amostras. Em um funil com um pedaço de papel filtro de malha de 150 micrômetros na parte superior, filtrar a amostra. Transfira o filtrado para tubos de centrífuga cônica de 50 mililitros.
Carregue frascos contendo amostras padrão no injetor automático do ICP-OES e execute a calibração. Em seguida, carregue a matéria-prima ou amostras biocóis no injetor automático do ICP-OES e execute a análise ICP-OES com os mesmos parâmetros. Após a análise ICP-OES, obtenha as concentrações elementares do software, que se baseia nas curvas de calibração obtidas a partir de amostras padrão.
Os resultados da análise elementar revelaram maiores razões oxigênio-carbono versus hidrogênio-carbono e maior variação dos valores para a matéria-prima. O tratamento MAHC reduziu a variação de valor devido à homogeneização no reator de micro-ondas. A relação hidrogênio-carbono foi reduzida a 150 graus Celsius.
A relação oxigênio-carbono foi reduzida a 170 graus Celsius e ainda reduzida a 185 graus Celsius. A temperatura induziu um aumento da cor marrom, enquanto a água do processo mostrou a mesma tendência, causada pelo aumento dos anéis aromáticos. Diferentes elementos mostram uma lixiviação dependente da temperatura diferente na água processada.
Cloro e potássio foram transferidos intensivamente para a água processada a 150 graus Celsius, enquanto enxofre, magnésio, bário, cálcio, sódio, zinco, manganês e estrôncio mostraram sua maior taxa de esgotamento a 170 graus Celsius. Apenas as concentrações de prata e lítio no biocoal apresentaram uma taxa de redução uniforme. O nitrogênio não foi afetado pelo tratamento mahc.
Este método permite o esgotamento de precursores de testes finos da biomassa tratada e atualiza a biomassa inviável para combustão. Aplicando este assunto a diferentes biomassa, a técnica de atualização de combustível pode ser transferida para muitas matérias-primas potenciais de combustível que ainda não são usadas para combustão. Como a temperatura no micro-ondas é fácil de controlar, novas pesquisas que utilizam carbonização hidrotérmica assistida por micro-ondas podem revelar passos de reação nos estágios iniciais da carbonização hidrotérmica de biomassa.
