Name: reducing willow wood fuel emission by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization
Uploaded: 2019-05-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization at JoVE.com

Forfatterne vil gerne takke Christoph Warth, Michael Russ, Carola Lepski, Julian Tejada og Dr. Rainer Kirchhof for deres tekniske støtte. Undersøgelsen blev finansieret af BMBF (projekt BiCoLim-bio-Brændstibles Limpios) under tilskuds nummeret 01DN16036.

1. klargøring af prøvemateriale
<ol><li>Høst fem år gammel pil, klon type "Tordes" ([Salix schwerinii x S. viminalis] x s. vim.), med en højde på 12 − 14 m og en bryst diameter på ca. 15 cm.</li>
	<li>Chip træet og tør chips i en ovn tørretumbler i 24 timer ved 105 °C.</li>
	<li>Skær træflisen med en skære mølle og slibe med en centrifugal mølle til en partikelstørrelse på 0,12 mm.</li>
</ol>2. mikrobølge assisteret hydrotermisk karbonisering
<ol><li>Brug...

Den MAHC tillader differentiering af trinene i den kemiske nedbrydning ved at anvende forskellige intensiteter af termisk behandling. Derfor er det muligt at vurdere samspillet mellem massetabet, O/C-H/C ratio, varmeværdi, aske komponent reduktion, pH stigning af procesvand og ophobning af furaner i procesvandet. Fordelen ved MAHC-metoden over den konventionelle HTC-reaktor metode er baseret på den termiske ledning via mikrobølger, der trænger ind i hele reaktor volumenet og driver varmen på mikroniveau i stedet for...

Anvendelsen af mikrobølger til hydrotermisk forkulning (mahc) blev anvendt til termokemisk omdannelse af biomasse model forbindelser som fructose, glucose1,2 eller cellulose3, og for organiske substrater, fortrinsvis affaldsmateriale4,5,6,7,8,9,10. Udnyttelsen af mikrobølger er fordelagtig, da det giver mulighed for en jævn opvarmning af den behandlede biomasse2,10 hovedsagelig gennem termiske tab af et dielektrisk opløsningsmiddel11,12, selv om mikrobølger ikke overføre tilstrækkelig energi til direkte at bryde kemiske bindinger og inducere reaktioner13. Mikrobølgerne trænger hele reaktions volumenet fra HTC-reaktorbeholderen og overfører energien direkte til materialet, hvilket ikke er muligt med en konventionel reaktor, der viser en langsommere opvarmningshastighed på grund af den høje varmekapacitet i stålkappe og prøve selv14. Den selv excitation af prøvens vandmolekyler ved mikrobølger giver en forbedret proceskontrol, da temperaturen i mikrobølge reaktoren er jævnt fordelt11,14,15 og nedkøling efter Reaktionen er meget hurtigere. Endvidere, konventionelle reaktorer varme op meget langsommere og de kemiske reaktioner, der opstår under opvarmningen kan bias de resultater, der normalt henføres til den endelige temperatur. Den forbedrede proceskontrol i en MAHC-reaktor muliggør en præcis udvikling af temperatur afhængigheden af udvalgte HTC-reaktioner (f. eks. dehydrering eller decarboxylering). En anden fordel ved den jævn temperaturfordeling i HTC-reaktor volumen er den lavere vedhæftning af immobiliserede og helt kultiserede partikler på den indre reaktor væggen2. Men, vand er kun en gennemsnitlig mikrobølge absorberende opløsningsmiddel, der selv viser faldende mikrobølge absorbans ved højere temperaturer, hvilket begrænser den opnåelige maksimale temperatur. Denne negative effekt kompenseres, når der dannes syrer under HTC-processen, eller katalysatorer (ioniske eller polære arter) tilsættes før behandlingen. Mikrobølge induceret reaktioner viser højere produkt udbytter i almindelighed11,15 og specifikt af 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) fra fructose i forhold til sand-Bed katalyserede reaktioner12. De har også en langt bedre energibalance derefter konventionelle opvarmningsmetoder15,16.
Det grundlæggende kemiske begreb hydrotermisk karbonisering er nedbrydningen og den efterfølgende polymerisering af biomassen. I løbet af disse komplekse interagere reaktioner vævet er opbrugt af ilt, hvilket øger varmeværdien. Ved første, polymerer Hemicellulose og cellulose hydrolyseres til sukker monomerer17, selv om lave temperaturer primært påvirker Hemicellulose18,19,20,21. I denne tidlige fase af HTC reaktioner, dannes organiske syrer fra omdannelsen af sukker aldehyder og deacetylering af Hemicellulose. Disse syrer kan være eddikesyre, mælke-, levulinic-, akryl-eller myre syren20,21,22 og de nedsætter pH i reaktions vandet i reaktoren. På grund af dissociation, de danner frie negative ioner, der øger ion produkt i processen vand. Det stigende ion produkt gør det muligt at løse kationer, som er de vigtigste bestanddele af asken i biomassen. Ved denne mekanisme er vævet opbrugt fra emissions prækursorer og slagge formere (f. eks. kalium, natrium, calcium, klor og tungmetaller)23,24.
De dannede organiske syrer kan støtte dehydrering af sukker monomerer til furaner. En fælles sukker dehydrering produkt er furfural og 5-hydroxymethylfurfural, som er gennemførlige produkter til den kemiske industri, som de tjener som platform produkter (f. eks, til syntese af Biopolymerer). 5-methylfurfural kan dannes ved katalyserede reaktioner fra cellulose25,26 eller 5-hydroxymethylfurfural27. Mens polymer syntesen er en kunstig repolymerisering under kontrollerede forhold, kan furanerne også kondensere, polymerisere og danne høj molekylvægt aromatiske strukturer i det komplekse kemiske miljø i mahc-reaktoren. Samspillet mellem de opløsnede organiske og uorganiske forbindelser med den modificerede træcelle matrix er med til at øge reaktions systemets kompleksitet20. De furan polymeriserings reaktionsveje anvender aldol kondensation eller/og intermolekylær dehydrering18,20 og Yield hydrochar partikler med en Hydrofobisk Shell og en mere hydrofile Core28. Det er endnu ikke afsløret, om biomasse partikler er helt nedbrydes og derefter repolymeriseret, eller hvis biomassen partikler tjener som en skabelon for karboniseringen. Nedbrydnings-og repolymeriserings Reaktionerne omfatter imidlertid dehydrering og decarboxyleringreaktioner samt29,30, som inducerer faldet i Van krevelen-diagrammet mod O/c-og H/c-forholdet for sort kulstof.
Mens andre undersøgelser beviste den mineralske reducerende effekt af konventionel reaktor baseret hydrotermisk behandling31, af en vand vask med kombineret mekanisk udvaskning32 eller vand/ammonium acetat/saltsyre vask33, vores undersøgelser undersøger mineral udvaskning under lavtemperaturs forkulning med mikrobølger for første gang. Da denne undersøgelse fokuserer på emission prækursorer udvaskning til brændstof opgradering, det undersøger skæbne kalium, natrium, magnesium, calcium, klor, svovl, kvælstof og tungmetaller. Fine støv prækursorer danner flygtige salte (f. eks. KCl eller K2så4) ved forhøjede temperaturer i gasfasen. Når disse salte ophobes i røggassen, tungmetaller som zink kan skylle dem som Nukleering partikler, hvilket fører til en partikel vækst kædereaktion. Ved lavere røggastemperaturer udløser salt kondensation yderligere partikel vækst og resulterer i cancerogen finstøv emission fra skorstenen. Disse emissioner er i øjeblikket den vigtigste faktor, der kompromitterer bæredygtigheden af biomassebrændsler. En bæredygtig energiforsyning afhænger af deres reduktion af dyre filtre eller deres reduktion af brændstoffer (f. eks. af MAHC). Da denne undersøgelse følger en praktisk tilgang, blev Short rotation Coppice (SRC) Willow Wood valgt som en potentiel bioenergi råvare med høje vækstrater. Det kan dyrkes af landmænd på deres Marker for en selvstændig bæredygtig strømforsyning ved forgasning, men også for varmeproduktion ved direkte forbrænding. En ulempe ved Willow SRC er dens høje bark indhold på grund af en lav stilk: bark ratio på moden scene. Bark indeholder en masse mineraler i forhold til træ34,35,36,37 og giver større mængder af gasformige eller partikelemissioner38. HTC med lav temperatur kan forbedre forbrændings egenskaberne for SRC-piletræet og dermed bidrage til en bæredygtig varme-og strømforsyning. En anden vigtig parameter i HTC biocoal undersøgt i denne undersøgelse er dens energitæthed, dens højere oprindelige forbrændingstemperatur og dens højere endelige forbrændingstemperatur39.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>5MS non-polar cloumn</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific,Waltham, USA</td>
			<td>TraceGOLD SQC</td>
			<td>GCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9&#181;m polyvinylalcohol particle column</td>
			<td>Methrom AG, Filderstadt, Germany</td>
			<td>Metrosep A Supp 4 -250/4.0</td>
			<td>Ion chromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>argon</td>
			<td>Westfalen AG, M&#252;nster, Germany</td>
			<td>UN 1006</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>calorimeter</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co.KG, Stauffen, Germany</td>
			<td>C6000</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge</td>
			<td>Andreas Hettich GmbH &#38; Co.KG, Germany</td>
			<td>Rotofix 32 A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge mill</td>
			<td>Retsch Technology GmbH, Haan, 
			Germany</td>
			<td>ZM 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ceramic dishes</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>XX83.1</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cutting mill</td>
			<td>Fritsch GmbH, Markt Einersheim, Germany</td>
			<td>pulverisette 19</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D(+) Glucose</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>X997.1</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>elemental analyzer</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>varioMACRO cube</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>exicator</td>
			<td>DWK Life Sciences GmbH, Wertheim, Germany</td>
			<td>DURAN DN300</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GC-MS system</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific,Waltham, USA</td>
			<td>Trace 1300</td>
			<td>GCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hydrochloric acid</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>HN53.3</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP OES</td>
			<td>Spectro Analytical Instruments GmbH, Kleve, Germany</td>
			<td>Spectro Blue-EOP- TI</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ion chromatograph</td>
			<td>Methrom GmbH&#38;Co.KG, Filderstadt, Germany</td>
			<td>833 Basic IC plus</td>
			<td>Ion chromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kiln dryer</td>
			<td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kiln dryer</td>
			<td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mesh filter paper</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>L874.1</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microwave oven</td>
			<td>Anton Paar GmbH, Graz, Austria</td>
			<td>Multiwave Go</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>muffel furnance</td>
			<td>Carbolite Gero GmbH &#38;Co.KG, Neuhausen, Germany</td>
			<td>AAF 1100</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nitric acid</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>4989.1</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oxygen</td>
			<td>Westfalen AG, M&#252;nster, Germany</td>
			<td>UN 1072</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH-meter</td>
			<td>ylem Analytics Germany Sales GmbH &#38; Co. KG, Weilheim,Germany</td>
			<td>pH 3310</td>
			<td>pH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sample bag</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co.KG, Stauffen, Germany</td>
			<td>C12a</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Laboratory Vessels and Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>standard samples</td>
			<td>Bernd Kraft GmbH, Duisburg, Germany</td>
			<td></td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sulfonamite</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>SLBS4782</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>teflon reaction vessels</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>HVT50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>teflon reaction vessels</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>HVT50</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tin foil</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>S12.01-0032</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tungstenVIoxide</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>11.02-0024</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reducing willow wood fuel emission by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization

Biomasse er et bæredygtigt brændsel, da CO2 -emissionerne reintegreres i biomasse vækst. Men de uorganiske prækursorer i biomassen forårsager en negativ miljøpåvirkning og slaggedannelse. Den valgte Short rotation Coppice (SRC) Willow Wood har et højt askeindhold (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg"> </img> = 1,96%) og derfor et højt indhold af emissions-og slagge prækursorer. Derfor er reduktionen af mineraler fra src Willow Wood ved lav temperatur mikrobølge assisteret hydrotermisk forkulning (mahc) ved 150 °c, 170 °c og 185 °c undersøgt. En fordel ved MAHC over konventionelle reaktorer er en jævn temperatur konduktans i reaktionsmediet, da mikrobølger trænger igennem hele reaktor volumenet. Dette giver en bedre temperaturkontrol og en hurtigere nedkøling. Derfor kan en række af depolymeriserings-, transformations-og repolymeriserings reaktioner analyseres effektivt. I denne undersøgelse viste analysen af massetabet, askeindholdet og sammensætningen, varme værdierne og molære O/C-og H/C-ratioer for det behandlede og ubehandlede SCR-piletræ, at mineralindholdet i MAHC-kul blev reduceret, og at opvarmnings værdien øgedes. Procesvandet viste en faldende pH-værdi og indeholdt furfural og 5-methylfurfural. En proces temperatur på 170 °C viste den bedste kombination af energitilførsel og aske komponent reduktion. Mahc giver en bedre forståelse af hydrotermiske forkulning proces, mens en storstilet industriel anvendelse er usandsynligt på grund af de høje investeringsomkostninger.

Resultaterne af elementært analyse afslørede forskelle mellem O/C-H/C-forholdet mellem piletræet og MAHC-biocoalerne (figur 1). Råmaterialet viser højere O/C-H/C nøgletal og en højere variation af værdierne. MAHC-behandlingen reducerede værdi variationen på grund af homogenisering i mikrobølge reaktoren. Præcisionen af mikrobølge reaktoren tillod differentieringen af tre stadier af nedbrydning. H/C-forholdet blev reduceret ved 150 °C, og variati...

Watch this Scientific Journal Video about Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization at JoVE.com

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

En protokol for emission forløber udtømning fra lav kvalitet biomasse ved lav temperatur mikrobølge assisteret hydrotermisk forkulning behandling præsenteres. Denne protokol omfatter mikrobølge parametrene og analysen af biokulproduktet og procesvandet.

Reduktion af Willow Wood brændstof emission ved lav temperatur mikrobølge assisteret hydrotermisk Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

I vores gruppe anvendte vi mikrobølgebehandling ved lav temperatur for at nedbryde pilbiomasse af fine støvprækursorer. Dette kan bidrage til at opgradere biomasse til ren forbrænding og dermed øge et lands biomassebrændselspotentiale. Mikrobølgerne tillader en jævn og hurtig biomasse opvarmning, fordi de ophidser vandmolekylerne i hele reaktorvolumen.Vand er et mellemliggende mikrobølge-absolving opløsningsmiddel og for at nå højere reaktortemperaturer, katalysatorer som organiske syrer skal tilsættes. Efter tørring skal du bruge en skæremølle til at skære piletræflis. Placer træflis i en centrifugalmølle og male til en partikelstørrelse på 0,12 millimeter.Overfør 500 mg af jorden råvarer i en 50-milliliter PTFE reaktion fartøj med en spatel. Tilsæt 10 milliliter demineraliseret vand. Skru reaktionsbeholderens hætte ned, så trykventilen på hætten er på samme niveau som hættens randen.Vælg en mikrobølgeovn med 850 watt og en magnetronfrekvens på 2,455 megahertz. Sæt 12 reaktionsbeholdere med råmaterialer i mikrobølgeovnen og luk ovnen. Opret et temperaturprogram for 150, 170 eller 185 grader Celsius.Start mikrobølgeovnen med nye råvarer til hvert enkelt program. Når programmet er afsluttet, skal du fjerne reaktionsbeholderne for at give dem mulighed for at køle og genaktivere. Derefter overføre dem under en røg skab og langsomt skrue låget for at frigøre trykket inde.Åbn fartøjerne. Der tilsættes 35 milliliter to gange destilleret vand til hver reaktionsbeholder, og der rystes for at blande. Opløsningen hældes fra hvert kar til en centrifugecylinder og centrifugeres ved 1,714 gange g i 10 minutter.Procesvandet tømmes i et andet rør og opbevares frosset ved minus fem grader Celsius til pH- og GC-MS-analyse. Centrifugecylinderen frys med den resterende biokoale pellet ved minus fem grader Celsius i flere timer. Derefter tage ud biokoale pellet og tørre det ved 105 grader Celsius i 24 timer.Derefter vejes biokoal pellet og beregne vægttab induceret af MAHC. Først vejer 20 tomme keramiske retter individuelt. Tilføj et gram prøve i hver skål.Fra hver temperaturbehandling tilberedes fem retter med det tørrede råmateriale og fem retter med den tørrede MAHC biokoale. Placer de åbne keramiske retter i en dæmper ovn og lukke ovnen. Programmer et temperaturprogram til lydforovnen og start programmet.Når programmet er afsluttet, lad dæmpe ovnen køle ned til 105 grader Celsius. Åbn derefter ovnen og overfør de keramiske retter til en eksiccator fyldt med et tørremiddel bestående af silicagel. Luk eksiccatoren og støvsug tør ved hjælp af en vakuumpumpe.Tag de keramiske retter ud efter 24 timers afkøling. Den keramiske skål, der indeholder asken, vejes, og askevægten beregnes ved at trække vægten af den tomme keramiske skål fra. I en plastprøve pose med en defineret brændværdi på 46, 479 joule per gram, fyldes med et gram glukose.Prøveposen anbringes i forbrændingsdigelen på en kalorimeterbombe. Brug en pipette til at tilføje fem milliliter to gange deioniseret vand i bunden af bomben og skrue bomben ned. Sæt bomben i kalorimeteret og luk kalorimeteret.På kalorimeteret skal du indtaste prøvens vægt, et gram, og ændre indstillingerne for prøveposemetoden. Start derefter kalorimeteret. Når målingen er afsluttet, skal du tage bomben ud, vende den på hovedet og ryste den langsomt i et minut.Bomben skrues af og anvendes to gange demineraliseret vand til at skylle prøven ud i en volumetrisk kolbe. Skyl bomben flere gange, indtil volumen når 50 milliliter. Calorimetermålingen gentages fem gange med hver MAHC-biokosal og råvare.Efter behandling i kalorimeterbomben overføres opløsningens fem milliliter til en 50-milliliter volumetrisk kolbe, og der tilsættes 45 milliliter to gange demineraliseret vand til blanding. Efter kalibrering af ionkromatografen indsættes prøvesugerøret i kolben, og der trækkes ca. tre milliliter af prøven med sprøjten i forkolonnen. Start analysekørslen.For at udføre induceret koblet plasma optisk emissionsspektroskopi skal du først overføre 400 mg af det tørrede råmateriale eller MAHC-biokoven til et 50-milliliter PTFE-reaktionsbeholder med en spatel. Der tilsættes tre milliliter 69 % salpetersyre og ni milliliter 35 % saltsyre. Skru reaktionsbeholderens hætte ned, så trykventilen i hætten er på samme niveau som hættens randen.Kom reaktionsbeholderne på de prøver, der skal opvarmes i mikrobølgeovnen, og luk ovnen. Programmer temperaturprogrammet for fuldstændig nedbrydning af det organiske materiale og start mikrobølgeovnen. Når programmet er fuldført, skal reaktionsbeholderne fjernes.Lad dem køle af og genaktivere. Under et røgskab slipper trykket inde i karrene og åbn det. Prøverne hældes i en pærecylinder på 50 milliliter, og reaktionsbeholderen skylles derefter grundigt med to gange deioniseret vand og overføres til pærecylinderen.50 millilitermærket ytret cylinderen til to gange deioniseret vand for at sikre en jævn fortynding af alle prøver. I en tragt med et stykke 150-mikrometer mesh filter papir på toppen, filtrere prøven. Filtratet overføres til koniske centrifugerør med 50 milliliter.Hætteglas, der indeholder standardprøver, ind i ICP-OES's autoinjektor, og kør kalibreringen. Indlæs derefter råvare- eller biokoale prøver i ICP-OES's autoinjektor og kør ICP-OES-analysen med de samme parametre. Efter ICP-OES-analysen udtages de elementære koncentrationer fra softwaren, som er baseret på kalibreringskurverne fra standardprøver.Resultaterne af den elementære analyse afslørede højere forholdet mellem ilt og kulstof i forhold til hydrogen-carbon og en højere variation af værdierne for råvaren. MAHC-behandlingen reducerede værdivariationen som følge af homogenisering i mikrobølgereaktoren. Hydrogen-carbon-forholdet blev reduceret ved 150 grader Celsius.Ilt-carbon forholdet blev reduceret ved 170 grader Celsius og yderligere reduceret ved 185 grader Celsius. Temperaturen induceret en stigende brun farve, mens processen vand viste den samme tendens, forårsaget af stigning i aromatiske ringe. Forskellige elementer viser en anden temperaturafhængig udvaskning i det forarbejdede vand.Klor og kalium blev intensivt overført til det forarbejdede vand ved 150 grader Celsius, mens svovl, magnesium, barium, calcium, natrium, zink, mangan og strontium viste deres højeste udtyndingshastighed ved 170 grader Celsius. Kun sølv- og lithiumkoncentrationerne i biokoalen viste et jævnt fald. Nitrogen blev slet ikke påvirket af MAHC-behandlingen.Denne metode gør det muligt at udtynde fine testprækursorer fra den behandlede biomasse og opgraderinger ellers umuligt biomasse til forbrænding. Ved at anvende dette stof på forskellig biomasse kan brændstofopgraderingsteknikken overføres til mange potentielle brændstofråmaterialer, der endnu ikke anvendes til forbrænding. Da temperaturen i mikrobølgeovnen er let at kontrollere, yderligere forskning, der udnytter mikrobølgeassisteret hydrotermisk karbonisering kan afsløre reaktionstrin i de tidlige stadier af biomasse hydrotermisk karbonisering.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Mikrobølgeassisteret intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaktioner til syntese af Funktionaliserede naphthalener / Solvatochromic Farvestoffer

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisteret Funktionalisering af poly (ethylenglycol) og On-harpiks peptider til i Chain Polymeriseringer og Hydrogel Dannelse

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Quantitative Detection of Trace Explosive Vapors by Programmed Temperature Desorption Gas Chromatography-Electron Capture Detector

Kvantitativ påvisning af spor af eksplosive dampe ved indstillede temperatur Desorption gaskromatografi-Electron Capture Detector

The direct liquid deposition of solution standards onto sorbent-filled thermal desorption tubes is used for the quantitative analysis of trace explosive ...

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

Kemiske haver som Flow-through Reactors simulere naturlig Hydrotermiske Systems

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

Original Eksperimentel tilgang til vurdering Transport Fuel Stabilitet

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

Non-equilibrium Microwave Plasma for Efficient High Temperature Chemistry

Ikke-ligevægt Mikrobølge Plasma til effektiv høj temperaturkemi

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

Lavtryk damp-assisteret løsningsprocessen for afstemmelige Band Gap Pinhole-fri Methylammonium bly Halogenid Perovskite film

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

One-pot mikrobølgeovn-assisteret konvertering af anomere nitrat-estere til Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Mikrobølge assisteret tilberedning af 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...