Transformation des restes organiques des ménages en substitut de tourbe

Nous produisons un substitut de tourbe à partir de résidus. Cette procédure a un certain potentiel d’organisation des déchets organiques. La composition exacte n’a pas d’importance et les variations saisonnières sont tolérées.

Il offre une alternative à l’utilisation de l’hydrochar comme combustible solide et contribue par la suite à atténuer le changement climatique par le captage et le stockage du carbone et l’économie d’engrais fossiles. Il est très important de fermer les pinces extérieures serrées ou la composition des fils peut changer pendant le chauffage en raison de la perte d’eau et la réaction doit être répétée avec un mélange frais. Ne vous souciez pas trop de la pression résiduelle après la carbonisation hydrothermale.

Travailler avec la biomasse, c’est imprévisible. Nous observons à la fois des pressions résiduelles très faibles et très élevées. Le puits pour le traitement thermique doit être mince.

Si elle est trop épaisse, des voies préférentielles peuvent se produire avec une bonne cause et un traitement hétérogène et produire des matériaux inappropriés. Pour commencer, choisissez la biomasse des restes de cuisine comme les pelures de fruits ou les parties végétales non comestibles. Séchez l’échantillon de biomasse à 100-105 degrés Celsius dans un four pendant deux heures ou toute la nuit.

Peser l’échantillon séché. Calculer les quantités appropriées d’eau et de biomasse pour le mélange de réaction. Avoir le volume du mélange de réaction la moitié du volume de l’autoclave et la teneur en eau pendant la carbonisation hydrothermale comme 85 pour cent de poids.

Supposons que la densité du mélange est d’environ 1 g/ml. Introduire la biomasse et l’eau dans l’autoclave, qui est fourni avec le disque de rupture et mis à une pression d’éclatement de 50 barres. Fermez l’autoclave et ouvrez la ligne d’azote pour la pressuriser jusqu’à 20 barres.

Au cours des 30 minutes suivantes, vérifiez le manomètre pour confirmer qu’il n’y a pas de perte de pression, indiquant un navire correctement fermé sans fuites. Ensuite, ouvrez la vanne de sortie pour relâcher la pression et fermez à nouveau le navire. Maintenant, allumez l’agitation.

Chauffer l’autoclave à 215 degrés Celsius dans les 30 minutes et maintenir la température pendant au moins quatre heures ou toute la nuit pour la réaction de carbonisation. Surveillez la pression pendant les deux premières heures, ce qui augmente jusqu’à 21 barres, en suivant la courbe de pression de vapeur pour l’eau. Lorsque l’autoclave s’est refroidie à température ambiante par refroidissement naturel, relâchez soigneusement toute pression résiduelle et ouvrez l’autoclave.

Pour récupérer l’hydrochar, sur un entonnoir Buchner avec vide, verser le mélange pour séparer le solide et le liquide. Éliminer la phase liquide sous forme de déchets de laboratoire dangereux. Séchez le solide à la température de 100-105 degrés Celsius dans un four pendant deux heures ou toute la nuit.

Après cela, peser l’échantillon séché. Calculer l’équilibre de masse de la carbonisation hydrothermale. Tenir compte du poids sec de la biomasse et du poids sec du produit hydrochar.

Sur une frit en verre d’un réacteur tubulaire de lot de quartz, pesez 2-3g d’hydrochar sec et cru pour le traitement homogène. Pour de plus grandes quantités, telles que 10-20g, utilisez le matériel granulé avec une taille de particule de 0.2-6mm. Dans un capot de fumée, insérez un coupler thermique à travers le puits thermique dans le réacteur à quartz tubulaire avec l’extrémité atteignant le lit placé sur le frit.

Placez le réacteur dans le manteau chauffant et connectez au réacteur un flux d’azote de 20ml par minute. Placez une petite bouteille en verre sous la sortie du réacteur pour recueillir les liquides condensés. Chauffer le réacteur à 275 degrés Celsius avec une rampe de 10 degrés par minute.

Maintenez cette température pendant une heure. Lorsqu’il est refroidi à température ambiante, déconnecter le flux de gaz. Jetez le liquide recueilli dans le bécher aux déchets organiques non halogènes.

Retournez le réacteur pour récupérer la matière carboné en creuset et pesez-la. Calculer l’équilibre de masse pour le traitement thermique. À partir de la masse obtenue dans le traitement thermique et la biomasse sèche utilisée dans l’étape de carbonisation.

Tout d’abord, écraser le produit dans un mortier et peser 10mg de l’échantillon dans un creuset de l’appareil TG. Placez le creuset contenant l’échantillon dans l’échantillonneur automatique de l’appareil TG et ajustez la température maximale à 600 degrés Celsius. Employez l’air comme gaz de balayage et une rampe de température de 10 degrés par minute.

Appuyez sur le bouton de la souris pour commencer l’analyse. Quantifier la perte de masse à 275 degrés Celsius dans la courbe tg en calculant la différence entre le poids initial et le poids observé à cette température. Ce protocole transforme les restes de cuisine en hydrochar adapté aux applications agricoles en deux étapes.

Carbonisation hydrothermale suivie d’un post-traitement thermique. Dans la réaction de carbonisation, la biomasse lignocellulosique humide est transformée en matériau carboné de couleur brune. Plus la couleur brune est foncée, plus la réaction de carbonisation est avancée.

La pression pendant la réaction de carbonisation doit augmenter à au moins 21 barres, qui est la pression de vapeur autogène à 250 degrés Celsius. Toutefois, en général, la pression est en quelque sorte imprévisible. Cela dépend du type de biomasse et de son état de dégradation.

Le rendement de masse de la carbonisation implique une large gamme de 30-90 pour cent de poids. Le rendement en masse est généralement plus élevé pour les matériaux plus boisés à forte teneur en lignine et plus faible pour les polymères purs comme l’amidon. L’analyse thermogravimétrique des échantillons d’hydrochar montre que la perte de substances volatiles entre 200 et 300 degrés Celsius traitement thermique est inférieure à la perte d’hydrochar brut.

À 275 degrés Celsius, la perte de masse était de 34,6 pour cent de poids pour l’échantillon d’hydrochar non traité. Après le traitement à 200 degrés Celsius, une réduction de la teneur volatile de 17,5% a été réalisée. Après des traitements à 250, 275 et 300 degrés Celsius, la perte de masse correspondante était de 6,01, 5,17 et 4,22 pourcentages de poids de la masse totale, respectivement.

En outre, la teneur initiale en eau n’est pas cruciale pour l’issue de la réaction. Prenez en compte le fait qu’une solution plus concentrée offre un rendement plus élevé de matières organiques solides. À partir de stocks d’alimentation plus homogènes dans les grains de plume des brasseurs ou les résidus agro-industriels, des matériaux de plus grande valeur peuvent être produits.

L’application de températures plus élevées pendant le deuxième traitement augmente la teneur en carbone. Hydrochar a été proposé pour diverses applications. Par exemple, comme solvant, carbones activés ou électrodes dans les batteries.

La préparation de ce matériau avancé implique souvent une étape thermique de finition. La technologie de carbonisation hydrothermale a déjà été mise à l’échelle industrielle. De cette taille, la matière première est très hétérogène et variable.

Ici, vous pouvez voir des résidus de jardinage en cours de traitement. À l’heure actuelle, le produit commercial est des granulés, vous avez dit, du carburant solide, avec un deuxième traitement, un produit solide est produit, ce qui augmente la contribution du stock d’alimentation à l’atténuation du changement climatique.