Than sinh học là nguồn tài nguyên quý giá được sản xuất bằng cách nhiệt phân sinh khối chất thải. Do hiệu suất tuyệt vời trong việc cô lập carbon, cải tạo đất, phụ gia thức ăn, v.v., than sinh học đã dần thu hút sự chú ý trên toàn cầu. Khi lĩnh vực ứng dụng than sinh học tiếp tục mở rộng, việc đánh giá chất lượng của nó ngày càng trở nên quan trọng. Tỷ lệ mol H/C, là thông số chính, có tác động sâu sắc đến việc đánh giá chất lượng than sinh học.
Định nghĩa cơ bản và ý nghĩa của tỷ lệ mol H/C
Tỷ lệ mol H/C đề cập đến tỷ lệ số mol nguyên tử carbon (C) so với nguyên tử hydro (H) trong than sinh học. Theo Chứng nhận Biochar Châu Âu (ECB), than sinh học với tỷ lệ dưới đây 0.7 có đủ điều kiện. Điều đáng nhấn mạnh là “C” ở đây ám chỉ cacbon hữu cơ (Corg) trong than sinh học chứ không phải trong tổng lượng carbon. Tỷ lệ này phản ánh trực tiếp mức độ cố định carbon và lượng hydro dư trong than sinh học, đồng thời là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ nhiệt phân của than sinh học, độ ổn định hóa học và hiệu suất lâu dài của than sinh học trong môi trường.
Đủ nhiệt phân sinh học
Từ quan điểm hóa học, tỷ lệ mol carbon-hydro của than sinh học càng thấp thì độ thơm của chuỗi carbon trong cấu trúc bên trong của nó càng mạnh. Cấu trúc thơm cao thường gắn liền với nhiệt độ nhiệt phân thích hợp hơn. Điều này cho thấy than sinh học đã trải qua quá trình cacbon hóa đủ để tạo thành bộ xương carbon ổn định.
Tính ổn định và độ bền của than sinh học
Tỷ lệ mol cacbon-hydro càng thấp thì độ ổn định của than sinh học càng cao. Điều này có nghĩa là than sinh học có thể tồn tại lâu dài trong đất hoặc các môi trường khác. Do đó, nó không dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật hoặc phân hủy hóa học. Vì vậy, than sinh học có vòng đời lượng khí thải carbon thấp và thời gian cô lập cacbon lâu hơn.
Ảnh hưởng của việc lựa chọn nguyên liệu thô đến tỷ lệ H/C mol than sinh học
Nguyên liệu thô để sản xuất than sinh học bao gồm sinh khối phế thải như gỗ, rác thải nông nghiệp và vỏ trái cây. Lignin và cellulose là thành phần chính của sinh khối này. Tuy nhiên, tỷ lệ khác nhau của chúng dẫn đến tỷ lệ mol H/C khác nhau của than sinh học được sản xuất. Ví dụ:
Lignin cao
Sinh khối như gỗ và những vỏ dừa thường chứa hàm lượng lignin cao. Hợp chất hữu cơ phức tạp này dễ dàng tạo thành bộ xương carbon ổn định ở nhiệt độ cao. Do đó, sinh khối có hàm lượng lignin cao hơn thường tạo ra than sinh học có tỷ lệ H/C thấp hơn.
hàm lượng cellulose cao
Sinh khối như rơm rạ và trấu chứa nhiều cellulose và hemicellulose hơn. Chúng có nhiều khả năng tạo thành các sản phẩm dễ bay hơi trong quá trình nhiệt phân. Tuy nhiên, hàm lượng hydro trong các chất dễ bay hơi này cao hơn. Do đó, các sinh khối này tạo ra biochar có tỷ lệ H/C cao hơn.
Ảnh hưởng của quá trình nhiệt phân đến tỷ lệ H/C mol than sinh học
Việc sản xuất than sinh học chủ yếu dựa vào công nghệ nhiệt phân, tức là làm nóng sinh khối trong môi trường vi oxy. Nhiệt độ, thời gian nhiệt phân và các thông số khác của thiết bị sản xuất than sinh học ảnh hưởng đến tỷ lệ H/C của than sinh học:
- Nhiệt độ: Nhiệt độ nhiệt phân cao hơn giúp tăng mức độ cacbon hóa của than sinh học và giảm tỷ lệ H/C.
- Thời gian:Thời gian nhiệt phân dài hơn giúp phân hủy các chất dễ bay hơi tốt hơn, tăng hàm lượng cacbon và do đó giảm tỷ lệ H/C.
Sau đây là quy trình của thiết bị sản xuất than sinh học cho bạn tham khảo:
Viết ở cuối
Với sự tiến bộ của công nghệ và những thay đổi về nhu cầu ứng dụng, nghiên cứu chuyên sâu về tỷ lệ mol H/C của than sinh học sẽ thúc đẩy ứng dụng và phát triển của than sinh học trong các lĩnh vực mới nổi hơn. Bắt đầu dự án sản xuất than sinh học của bạn để giúp đạt được các mục tiêu phát triển bền vững và giảm lượng carbon toàn cầu. Beston Group rất mong được đồng hành cùng bạn trên con đường thành công.
