Биоуголь — ценный ресурс, получаемый путем пиролиза отходов биомассы. Благодаря своим превосходным характеристикам в связывании углерода, улучшении почвы, кормовых добавках и т. д., биоуголь постепенно привлек внимание всего мира. Поскольку область применения биоугля продолжает расширяться, оценка его качества становится все более важной. Молярное соотношение H/C, как ключевой параметр, оказывает глубокое влияние на оценку качества биоугля.
Основное определение и значение молярного соотношения H/C
Молярное соотношение H/C относится к отношению количества молей атомов углерода (C) к атомам водорода (H) в биоугле. Согласно Европейской сертификации Biochar (EBC), биоуголь с соотношением ниже 0.7 является квалифицированным. Стоит подчеркнуть, что «C” здесь относится к органическому углероду (Corg) в биоугле, а не в общем углероде. Это соотношение напрямую отражает степень фиксации углерода и остаточное количество водорода в биоугле и является важным показателем для оценки степени пиролиза биоугля, химической стабильности и его длительной эксплуатации в окружающей среде.
Достаточность пиролиза биоугля
С химической точки зрения, чем ниже молярное соотношение углерода и водорода в биоугле, тем сильнее ароматичность углеродной цепи в его внутренней структуре. Высокие ароматические структуры обычно связаны с более подходящими температурами пиролиза. Это указывает на то, что биоуголь подвергся достаточному процессу карбонизации для формирования стабильного углеродного скелета.
Стабильность и долговечность Biochar
Чем ниже молярное соотношение углерод-водород, тем выше стабильность биоугля. Это означает, что биоуголь может долгое время существовать в почве или других средах. Поэтому он не легко разлагается микроорганизмами или химическим разложением. Таким образом, биоуголь имеет жизненный цикл с низким выбросом углекислого газа и более длительное время связывания углерода.
Влияние выбора сырья на молярное соотношение H/C Biochar
Сырьем для производства биоугля являются отходы биомассы, такие как древесина, сельскохозяйственные отходы и скорлупа фруктов. Лигнин и целлюлоза являются основными компонентами этой биомассы. Однако их разные пропорции приводят к разным молярным соотношениям H/C в получаемом биоугле. Например:
Высокий лигнин
Биомасса, такая как древесина и скорлупа кокоса обычно содержат высокую долю лигнина. Это сложное органическое соединение легко образует стабильный углеродный скелет при высоких температурах. Следовательно, биомасса с более высоким содержанием лигнина обычно дает биоуголь с более низким соотношением H/C.
Высокое содержание целлюлозы
Биомасса, такая как солома и рисовая шелуха, содержит больше целлюлозы и гемицеллюлозы. Они с большей вероятностью образуют летучие продукты во время пиролиза. Однако содержание водорода в этих летучих веществах выше. Поэтому эти биомассы производят биоуголь с более высоким соотношением H/C.
Влияние процесса пиролиза на молярное соотношение H/C в биоугле
Производство биоугля в основном основано на технологии пиролиза, которая заключается в нагревании биомассы в микрокислородной среде. Температура, время пиролиза и другие параметры оборудования для производства биоугля влияют на соотношение H/C в биоугле:
- Температура: Более высокая температура пиролиза помогает увеличить степень карбонизации биоугля и снизить соотношение H/C.
- Время: Более длительное время пиролиза способствует дальнейшему разложению летучих веществ, увеличению содержания углерода и, таким образом, снижению соотношения H/C.
Ниже приведена последовательность операций оборудование для производства биоугля для справки:
Написано в конце
С развитием технологий и изменениями в потребностях применения углубленные исследования молярного соотношения H/C биоугля будут способствовать его применению и развитию в более новых областях. Начните свой проект по производству биоугля, чтобы помочь достичь целей устойчивого развития и глобального сокращения выбросов углерода. Beston Group надеется стать вашим партнером на пути к успеху.