Il biochar è una risorsa preziosa prodotta dalla pirolisi della biomassa di scarto. Grazie alle sue eccellenti prestazioni nel sequestro del carbonio, nel miglioramento del suolo, nell'additivo per mangimi, ecc., il biochar ha gradualmente attirato l'attenzione globale. Poiché il campo di applicazione del biochar continua ad espandersi, la sua valutazione della qualità sta diventando sempre più importante. Il rapporto molare H/C, come parametro chiave, ha un profondo impatto sulla valutazione della qualità del biochar.
Definizione di base e significato del rapporto molare H/C
Il rapporto molare H/C si riferisce al rapporto tra il numero di moli di atomi di carbonio (C) e atomi di idrogeno (H) nel biochar. Secondo la certificazione europea Biochar (BCE), biochar con un rapporto inferiore 0.7 è qualificato. Vale la pena sottolineare che “C” qui si riferisce al carbonio organico (Corg) nel biochar anziché nel carbonio totale. Questo rapporto riflette direttamente il grado di fissazione del carbonio e la quantità residua di idrogeno nel biochar ed è un indicatore importante per valutare il grado di pirolisi del biochar, la stabilità chimica e le sue prestazioni a lungo termine nell’ambiente.
Sufficienza di pirolisi del biochar
Da un punto di vista chimico, quanto più basso è il rapporto molare carbonio-idrogeno del biochar, tanto più forte è l’aromaticità della catena del carbonio nella sua struttura interna. Strutture aromatiche elevate sono solitamente associate a temperature di pirolisi più adatte. Ciò indica che il biochar ha subito un processo di carbonizzazione sufficiente per formare uno scheletro di carbonio stabile.
Stabilità e durata del biochar
Più basso è il rapporto molare carbonio-idrogeno, maggiore è la stabilità del biochar. Ciò significa che il biochar può esistere per lungo tempo nel suolo o in altri ambienti. Pertanto, non viene facilmente decomposto dai microrganismi o dalla degradazione chimica. Pertanto, il biochar ha a ciclo di vita a basso impatto ambientale e tempi di sequestro del carbonio più lunghi.
Effetto della selezione della materia prima sul rapporto molare H/C del biochar
Le materie prime per la produzione di biochar includono biomassa di scarto come legno, rifiuti agricoli e gusci di frutta. La lignina e la cellulosa sono i componenti principali di queste biomasse. Tuttavia, le loro diverse proporzioni portano a diversi rapporti molari H/C del biochar prodotto. Per esempio:
Alta lignina
Biomassa come legno e gusci di cocco di solito contengono un'elevata percentuale di lignina. Questo composto organico complesso forma facilmente uno scheletro di carbonio stabile alle alte temperature. Pertanto, la biomassa con un contenuto di lignina più elevato solitamente produce biochar con un rapporto H/C inferiore.
Alto contenuto di cellulosa
Le biomasse come paglia e lolla di riso contengono più cellulosa ed emicellulosa. Hanno maggiori probabilità di formare prodotti volatili durante la pirolisi. Tuttavia, il contenuto di idrogeno in queste sostanze volatili è più elevato. Pertanto, queste biomasse producono biochar con un rapporto H/C più elevato.
Effetto del processo di pirolisi sul rapporto molare H/C del Biochar
La produzione di biochar si basa principalmente sulla tecnologia della pirolisi, che consiste nel riscaldare la biomassa in un ambiente micro-ossigeno. La temperatura, il tempo e altri parametri della pirolisi delle apparecchiature per la produzione del biochar influenzano il rapporto H/C del biochar:
- La temperatura: Una temperatura di pirolisi più elevata aiuta ad aumentare il grado di carbonizzazione del biochar e a ridurre il rapporto H/C.
- Ora: Un tempo di pirolisi più lungo aiuta a decomporre ulteriormente le sostanze volatili, ad aumentare il contenuto di carbonio e quindi a ridurre il rapporto H/C.
Quello che segue è il flusso del processo di apparecchiature per la produzione di biochar per tua referenza:
Scritto alla fine
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