来自木片的生物吸附剂生产的经济评估:使用自给自足的试点规模池式碳化反应堆的案例研究
Mohd Hafif Samsudin1, Mohd Zulkhairi Mohd Yusoff2,3, Ahmad Muhaimin Roslan1
1Department of Bioprocess Technology, Faculty of Biotechnology and Biomolecular Sciences, Universiti Putra Malaysia UPM, Serdang, Selangor, 43400, Malaysia.
Environmental science and pollution research international
|August 19, 2025
概括
这项研究开发了一种低能耗,自给自足的反应堆,用于生产木片生物炭,这是一种有效的生物吸收剂,用于处理垃圾填埋场液. 该系统为循环生物经济倡议提供了具有成本效益的解决方案.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 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:
- 生物吸附剂的分散生产对于可持续的废物管理至关重要.
- 热解提供了一种将生物质转化为生物炭等有价值材料的方法.
- 现有的方法往往需要高的能量投入和资本成本.
研究的目的:
- 为生产木片生物炭的新型自给自足碳化反应堆进行技术经济评估.
- 为了评估生物炭作为垃圾填埋污水的吸附剂的性能.
- 确定拟议系统的经济可行性和可扩展性.
主要方法:
- 使用池式碳化反应堆在300-700°C工作,加热速率为5-7°C/分钟.
- 每批7天加工3-5生物质,产量高达1生物炭 (20%重量).
- 对化学氧气需求 (COD),Kjeldahl总和垃圾填埋污水中的氨的评估生物炭吸附性能.
- 进行了物理化学表征 (BET表面积,孔径,固定碳) 和10年经济预测.
主要成果:
- 为垃圾填埋场液污染物实现了高清除效率:73.2%的COD,97.3%的Kjeldahl总和768.8%的氨.
- 显著增强生物炭特性:BET表面积增加到232.1 m2/g,平均孔径减少到15.4 nm,固定碳含量增加到72.4%.
- 经济评估显示,单位生产成本为394美元/,现货净价值为36905美元,内部利率为94.6%,投资回报率为92.5%.
结论:
- 自主化系统是生产有效生物吸收剂的实用和可扩展的解决方案.
- 该系统的低能耗和成本效益使其适合循环生物经济的实施,特别是在资源有限的环境中.
- 这项技术为现有的生物炭生产方法提供了有竞争力的替代方案,具有更高的经济回报.
