由纸制成的有机废物在等离子体气化过程中产生气:使用MHD-CFD模拟的数值分析
Chang-Hyeon Kim1, Seong-Pyo Kang1, I-Jeong Jeon1
1Department of Chemical Engineering/Nanoscale Environmental Sciences and Technology Institute, Wonkwang University, 460 Iksan-daero, Iksan-si, Jeonbuk-do 54538, the Republic of Korea.
Bioresource technology
|March 12, 2026
概括
研究人员利用热等离子体气化优化了从红素中生产的方法. 这种可持续的方法通过在受控的等离子体条件下有效地分解纸衍生有机废物,实现了37.4%的产量.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 可持续能源 可持续能源
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 对于可持续能源的日益增长的需求推动了生物质衍生的研究.
- 纸和纸张的副产品是通过气化生产的有希望的可再生原料.
- 由于其复杂的结构,传统的素气化方法难以有效分解.
研究的目的:
- 用直流非转移热等离子体工艺研究纸衍生有机废物 (POW) 的气化.
- 为了优化的产量,并最大限度地减少一氧化碳 (CO) 和二氧化碳 (CO2) 的产量.
- 分析等离子体喷射特征及其对素分解的影响.
主要方法:
- 采用直流非转移热等离子体工艺用于气化POW.
- 利用磁动力学 (MHD) 和计算流体动力学 (CFD) 模型对等离子体喷射特性进行数值分析.
- 研究了温度,速度概况和停留时间对红素分解的影响.
主要成果:
- 在8千瓦输入功率下达到37.4%的最大产量,料速率为0.250g/min.
- 高温和高度等离子体条件增强了分子碎片化,导致的生产增加.
- 反应堆内部的循环旋扩大了对高温的素暴露,促进了分解.
结论:
- 热等离子技术为废物转化生产提供了一种高效和环保的途径.
- 该过程表明,从以素为基础的原料中产生可扩展的可持续能源的潜力.
- 优化等离子体条件对于最大限度地提高产量和最大限度地减少不必要的副产品至关重要.
