用响应表面方法来优化Catha edulis废物生物炭生产的热解条件
Abdi Birhanu1, Abrha Mulu Hailu2,3, Zemene Worku1
1Department Environmental Engineering, College Engineering, Sustainable Energy Center of Excellence, Bioprocess and Biotechnology Center of Excellence, Addis Ababa Science and Technology University, Addis Ababa, Ethiopia.
Bioresources and bioprocessing
|June 17, 2025
概括
这项研究优化了Catha edulis废物 (Khat废物) 的生物炭生产. 热解条件进行了微调,以最大限度地提高生物炭产量和质量,显示了土壤修改应用的潜力.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 卡塔埃杜利斯 (Khat) 废物在埃塞俄比亚城市地区构成了重大废物管理挑战.
- 有限的研究存在于优化生物炭生产从这个特定的废物流.
- 了解热解条件的影响对于价值化卡特废物至关重要.
研究的目的:
- 从Catha edulis废物优化生物炭生产,以获得高产量和理想的特性.
- 研究热解参数对生物炭产量和质量的影响.
- 评估Khat废弃物衍生生物炭作为土壤修改剂的潜力.
主要方法:
- 使用FTIR,BET和近距离分析对Khat废物 (KW) 和产生的生物炭进行表征.
- 使用响应表面方法 (RSM) 和中央复合设计 (CCD) 优化热解变量 (温度,时间,颗粒大小).
- 统计分析以确定工艺变量对生物炭产量和质量的意义.
主要成果:
- 哈特废物对热化学转化具有有利的特性,包括低灰和高有机含量.
- 在最佳条件下 (390°C,44分钟,0.7毫米) 产生了45.12%的生物炭,pH为8.96和60.08%的固定碳.
- 热解温度被确定为影响生物炭产量和质量的最有影响的因素.
结论:
- 卡塔·埃杜利斯 (Catha edulis) 废物是生产高品质生物炭的可行原料.
- 优化的热解条件可以最大限度地提高生物炭产量,并增强其土壤修改特性.
- 这项研究提供了一种可持续的解决方案,用于管理Khat废物,同时创造一种有价值的土壤修饰产品.
