ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΠΥΡΟΛΥΣΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΓΡΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Abstract

BIOMASS IS A SIGNIFICANT SOURCE OF ENERGY. GASEOUS, LIQUIDS AND SOLIDS ARE PRODUCED DURING BIOMASS PYROLYSIS. BIOMASS PYROLYSIS LIQUIDS ARE A COMPLICATED MIXTURE OF ABOUT 200 ORGANIC COMPOUNDS. AMONG THEM PHENOLS ARE A SIGNIFICANT GROUP WITH A LOT OF APPLICATIONS. WOOD PYROLYSIS PRODUCES LIQUID PRODUCTS RICH IN PHENOLS, BECAUSE OF ITS HIGH LIGNIN CONTENT. WOOD PYROLYSIS HAS BEEN STUDIED IN A FLUIDIZED BED REACTOR. THE EFFECT OF : THE BED TEMPERATURE, THE RESIDENCE TIME OF THE PYROLYSIS PRODUCTS IN THE REACTION ZONE, THE SYSTEM PRESSURE, THE WOOD PARTICLE SIZE, THE KIND OF WOOD (SOFTWOOD-HARDWOOD) AND THE WOOD MOISTURE CONTENT HAVE BEEN STUDIED ON THE YIELD OF PYROLYSIS LIQUIDS AND PHENOLS AS WELL. PYROLYSIS TEMPERATURE FOUND TO BE THE MOST SIGNIFICANT FACTOR, CONSIDERING THE EXPERIMENTAL ERROR OF THE UNIT. THE YIELD OF PYROLYSIS LIQUIDS AND PHENOLS REACH A MAXIMUM VALUE (56% M.F. AND 12% M.F. RESPECTIVELY) AT ABOUT 520 C. THE FLUID BED UNIT USED FOR THE STUDY OF BIOMASS PYROLYSIS WAS CAPABLE OF THE CONTINUOUS MONITORING OF THE AMOUNT OF PYROLYSIS PRODUCTS DURING THE EXPERIMENT. THESE DATA HAVE BEEN USED FOR THE KINETIC STUDY OF BIOMASS PYROLYSIS. WOOD PYROLYSIS FOUNDTO BE ADEQUATELY DESCRIBED BY A REACTION SCHEME CONSISTING OF THREE PARALLEL REACTIONS FOR THE PRODUCTION OF THE PRIMARY PYROLYSIS PRODUCTS (GASES, LIQUIDS AND SOLIDS), WHILE AT INCREASED PYROLYSIS TEMPERATURES (>500 C) THE SECONDARY DECOMPOSITION OF PYROLYSIS LIQUIDS OCCURS, PRODUCING HYDROCARBONS AND ADDITIONAL CARBON OXIDES. THE PRIMARY PYROLYSIS REACTIONS FOLLOW THE 1ST ORDER ULTIMATE YIELD KINETIC MODEL (UYM), WHILE THE SECONDARY DECOMPOSITION OF PYROLYSIS LIQUIDSCAN BE ADEQUATELY DESCRIBED BY A SIMPLE 1ST ORDER REACTION WITH A TEMPERATURE DEPENDENT PSEUDOSTOICHIOMETRIC FACTOR. THE KINETIC PARAMETERS OF THE REACTION RATE CONSTANTS CONSIDERED HAVE BEEN ESTIMATED USING THE REAL PROFILE OF MIXING OF THE EXPERIMENTAL SYSTEM.

Η ΒΙΟΜΑΖΑ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΠΗΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΠΥΡΟΛΥΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΙ ΑΕΡΙΑ, ΥΓΡΑ ΚΑΙ ΣΤΕΡΕΑ ΠΡΟΙΟΝΤΑ. ΤΑ ΥΓΡΑ ΠΡΟΙΟΝΤΑ ΤΗΣ ΠΥΡΟΛΥΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ΜΙΓΜΑΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΩΝ ΑΠΟ 200 ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ. ΑΝΑΜΕΣΑ Σ'ΑΥΤΕΣ ΣΥΓΚΑΤΑΛΕΓΕΤΑΙ ΜΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗ ΟΜΑΔΑ ΕΝΩΣΕΩΝ, ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΕΣ. ΤΟ ΞΥΛΟ ΕΞΑΙΤΙΑΣ ΤΗΣ ΥΨΗΛΗΣ ΤΟΥ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΛΙΓΝΙΝΗ ΕΙΝΑΙ ΔΥΝΑΤΟ ΝΑ ΔΩΣΕΙ ΥΓΡΑ ΠΡΟΙΟΝΤΑ ΥΨΗΛΗΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΦΑΙΝΟΛΕΣ. ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ Η ΠΥΡΟΛΥΣΗ ΞΥΛΟΥ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΡΕΥΣΤΟΣΤΕΡΕΑΣ ΚΛΙΝΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΤΗΚΕ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΗΣ ΚΛΙΝΗΣ, ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΠΑΡΑΜΟΝΗΣ ΤΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝΤΗΣ ΠΥΡΟΛΥΣΗΣ ΣΤΗ ΖΩΝΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ, ΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ, ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΩΝΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ, ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ (ΚΩΝΟΦΟΡΑ- ΠΛΑΤΥΦΥΛΛΑ) ΚΑΙ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΛΩΝ. ΒΡΕΘΗΚΕ ΟΤΙΜΟΝΟ Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΗΣ ΚΛΙΝΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΔΟΣΕΩΝ ΤΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΤΗΣ ΠΥΡΟΛΥΣΗΣ, ΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΟΥ ΥΠΟΨΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΥ ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Η ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΛΩΝ ΑΠΟΚΤΟΥΝ ΜΕΓΙΣΤΗ ΤΙΜΗ (56% Ξ.Β. ΚΑΙ 12% Ξ.Β. ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ) ΣΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙΠΟΥ 520 C.Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΠΑΡΕΙΧΕ ΤΗ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΠΟΣΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΥΡΟΛΥΣΗ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ. ΤΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΥΤΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΠΥΡΟΛΥΣΗΣ. ΒΡΕΘΗΚΕ ΟΤΙ Η ΠΥΡΟΛΥΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ ΕΙΝΑΙ ΔΥΝΑΤΟ ΝΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΑ ΜΕ ΤΡΕΙΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΩΝ ΠΡΩΤΟΓΕΝΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΤΗΣ ΠΥΡΟΛΥΣΗΣ (ΑΕΡΙΑ, ΥΓΡΑ ΚΑΙ ΣΤΕΡΕΑ), ΕΝΩ ΣΕ ΥΨΗΛΕΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ (>500 C) ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ Η ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΣΕ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ ΚΑΙ ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ. ΟΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΩΝ ΠΡΩΤΟΓΕΝΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΑΚΟΛΟΥΘΟΥΝ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΟΡΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ (UYM) 1ΗΣ ΤΑΞΗΣ, ΕΝΩ Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΑ ΜΕ ΜΙΑ 1ΗΣ ΤΑΞΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΕΝΟ ΨΕΥΔΟΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΚΟ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ. ΕΚΤΙΜΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΚΙΝΗΤΙΚΕΣ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ ΠΟΥΠΕΡΙΓΡΑΦΟΥΝ ΤΗΝ ΠΥΡΟΛΥΣΗ, ΜΕ ΤΗΝ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΜΙΞΗΣ ΠΟΥ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙΣΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ.