酒厂使用的谷物,咖啡粉废物及其混合物的热解

科学领域:

• 废物管理 废物管理
• 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:

• 热解提供了一条可持续的途径,将生物可再生废物转化为有价值的生物炭.
• 了解原料相互作用对于优化热解产量和工艺控制至关重要.
• 食品废弃物,如酒厂废弃谷物 (BSGs) 和咖啡地面废物 (CGW),代表了丰富的,未得到充分利用的资源.

研究的目的:

• 为了研究BSG和CGW的共同氧化过程中的初级反应和协同效应.
• 分析从单个和混合食品废弃物原料生产的生物炭的特性.
• 探索合热化固体产品的潜在环境和能量转换应用.

主要方法:

• 热重力度分析 (TGA) 和微分热重力度分析 (DTG) 用于研究BSG,CGW及其混合物的热解行为.
• 使用富里埃变换红外光谱 (FTIR),热解气色谱/火焰电离探测器 (Py-GC/FID) 和扫描电子显微镜-能量分散光谱 (SEM-EDS) 评估生成的生物炭特征.
• 进行了共同热解实验,以评估混合原料对反应动力学和产品特性的影响.

主要成果:

• 与单个原料相比,BSG和CGW的联合热解导致生物炭质量产量仅略有变化.
• 混合原料的 (N) 和碳 (C) 转换效率明显高于单独的BSG或CGW.
• 从混合物中获得的生物炭表现出增强的特性,包括较高的总碳含量,增加的固定碳和减少的氧含量,与来自纯原料的生物炭相比.
• FTIR和Py-GC/FID分析确定了关键的功能组和产品产量,而SEM-EDS提供了对共热解生物炭表面形态和元素组成的见解.

结论:

• 酒厂废弃的谷物和咖啡地面废物的联合热解显示出协同效应,从而提高了生物炭质量.
• 混合食品废弃物可以提高和碳的转化效率,产生含有较高碳含量和较低氧含量的生物炭.
• 这些发现支持共热解的潜力,用于将食品废弃物流转化为功能生物炭,用于环境修复和能源应用.