Solid Fuel ChemistrySolid Fuel ChemistryХимия твердого топлива0023-11773034-607XThe Russian Academy of Sciences66184010.31857/S0023117723040059OMJXRMArticlesСтатьиUnknownInfluence of Interstructural Bonds in Biomass on the Thermophysical Characteristics of Biochar Produced by Hydrothermal Carbonization and TorrefactionВлияние межструктурных связей в биомассе на теплофизические характеристики биоугля, полученного методами гидротермальной карбонизации и торрефикацииKrysanovaK. O.КрысановаК. О.kristinakrysanova@gmail.comKrylovaA. Yu.КрыловаА. Ю.aykrylova@yandex.ruPudovaYa. D.ПудоваЯ. Д.pudova.y.d@mail.ruZaichenkoV. M.ЗайченкоВ. М.zaitch@oivtran.ruJoint Institute of High Temperatures, Russian Academy of SciencesФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)010720234465425022025Copyright ©; 2023, К.О. Крысанова, А.Ю. Крылова, Я.Д. Пудова, В.М. ЗайченкоCopyright ©; 2023, К.О. Крысанова, А.Ю. Крылова, Я.Д. Пудова, В.М. Зайченко2023К.О. Крысанова, А.Ю. Крылова, Я.Д. Пудова, В.М. ЗайченкоК.О. Крысанова, А.Ю. Крылова, Я.Д. Пудова, В.М. Зайченкоhttps://transsyst.ru/0023-1177/article/view/661840

The influence of the temperature of hydrothermal carbonization and torrefaction on the properties of biochar obtained from biomasses (peat and sawdust) and model mixtures of structural components (cellulose, hemicellulose, and lignin) prepared in percentage ratios corresponding to their amounts in real biomass was studied. It was found that the yield of biochar decreased with temperature in both of the processes, whereas the degree of deoxygenation, the amount of carbon in the biochar, and its calorific value increased. A comparison of biochars from biomass and model mixtures was carried out. An assumption on the screening effect of lignin in heat treatment, which reduced the degree of degradation of the structural components of biomasses, was made.

Изучено влияние температуры гидротермальной карбонизации и торрефакции на свойства биоугля, полученного из биомасс (торф и опил), а также модельных смесей из структурных компонентов (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин), приготовленных в процентном соотношении, соответствующем их количеству в реальной биомассе. Установлено, что для обоих процессов с повышением температуры снижается выход биоугля, возрастают степень деоксигенации, количество углерода в биоугле и его теплотворные способности. Проведено сравнение биоуглей из биомасс и модельных смесей. Сделано предположение об экранирующем действии лигнина при термической обработке, снижающего степень деградации структурных компонентов биомассах.

biocharsawdustpeathydrothermal carbonizationtorrefactionбиоугольопилторфгидротермальная карбонизацияторрефикацияSadaka S., Sharara M., Ashworth A., Keyser P., Allen F., Wright A. // Energies. 2014. V. 7. P. 548.Gielen D., Boshell F., Saygin D., Bazilian M.D., Wagner N., Gorini R. // Energy. Strateg. Rev. 2019. V. 24. P. 38.Стратегическая программа исследований по биоэнергетике (Редакция 6, переработанная и дополненная). Технологическая платформа “Биоэнергетика”. Москва, 2021. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.tp-bioenergy.ru/upload/ file/spi_bioenergy_2021.pdf (дата обращения 10.08.2022)Al-Rumaihi A., Shahbaz M., Mckay G., Mackey H., Al-Ansari T. // Renew. Sustain. Energy. Rev. 2022. V. 167. P. 112715.Chi N.T.L., Anto S., Ahamed T.S., Kumar S.S., Shanmugam S., Samuel M.S., Mathimani T., Brindhadevi K., Pugazhendhi A. // Fuel. 2021. V. 287. P. 119411.Meyer S., Glaser B., Quicker P. // Environ. Sci. Technol. 2011. V. 45 P. 9473.Aboulkas A., El Harfi K., El Bouadili A. // Energy. Convers. Manag. 2008. V. 49. P. 3666.Zaichenko V.M., Knyazeva M.I., Krylova A.Y., Krysanova K.O., Kulikov A.B. // Solid Fuel Chem. 2019. V. 53. P. 159–165. [Химия твердого топлива, 2019, № 3, с. 34. https://doi.org/10.1134/S0023117719030125]https://doi.org/10.3103/S036152191903011Xvan der Stelt M.J.C., Gerhauser H., Kiel J.H.A., Ptasinski K.J. // Biomass and Bioenergy. 2011. V. 35. P. 3748.Chen W.-H., Peng J., Bi X.T. // Renew. Sustain. Energy. Rev. 2015. V. 44. P. 847.Wang R., Liu S., Xue Q., Lin K., Yin Q., Zhao Z. // Renew. Energy. 2022. V. 183. P. 575.Kambo H.S., Dutta A. // Renew. Sustain. Energy. Rev. 2015. V. 45. P. 359.Wang Y., Qiu L., Zhu M., Sun G., Zhang T., Kang K. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 5535.Roy P., Dutta A., Gallant J. // Energies. 2018. V. 11. P. 2794.Sharma H.B., Dubey B.K. // Waste. Manag. 2020. V. 118. P. 521.Chen D., Gao A., Cen K., Zhang J., Cao X., Ma Z. // Energy. Convers. Manag. 2018. V. 169. P. 228.Krysanova K.O., Krylova A.Y., Pudova Y.D., Kulikova M.V. // Solid Fuel Chem. 2021. V. 55. P. 306–311. [Химия твердого топлива, 2021, № 5, с. 38. https://doi.org/10.31857/S0023117721050030]https://doi.org/10.3103/S0361521921050037Yang H., Yan R., Chen H., Lee D.H., Zheng C. // Fuel. 2007. V. 86. P. 1781.Liu Q., Luo L., Zheng L. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. P. 335.Funke A., Ziegler F. // Biofuels, Bioprod. Biorefining. 2010. V. 4. P. 160–.Reza M.T., Lynam J.G., Uddin M.H., Coronella C.J. // Biomass and Bioenergy. 2013. V. 49. P. 86–.Leijenhorst E.J., Wolters W., van de Beld L., Prins W. // Fuel Process. Technol. 2016. V. 149. P. 96.George A., Morgan T.J., Kandiyoti R. // Energy & Fuels. 2014. V. 28. P. 6918.Shrestha B., le Brech Y., Ghislain T., Leclerc S., Carré V., Aubriet F. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2017. V. 5. P. 6940.Hilbers T.J., Wang Z., Pecha B., Westerhof R.J.M., Kersten S.R.A., Pelaez-Samaniego M.R., et al. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2015. V. 114. P. 197.Dufour A., Castro-Díaz M., Marchal P., Brosse N., Olcese R., Bouroukba M., et al. // Energy & Fuels. 2012. V. 26. P. 6432.Khan A.A., de Jong W., Jansens P.J., Spliethoff H. // Fuel Process. Technol. 2009. V. 90. P. 21.Yadav K., Tyagi M., Kumari S., Jagadevan S. // Bio. Energy. Res. 2019. V. 12. P. 1052.