Виявлення закономірностей горіння паливних сумішей з біомаси азоли, біовугілля та біомасла з козячого гною для печі ФКК
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.267274Ключові слова:
ФКК, біовугілля, біомаса, козячий гній, паливна суміш, спалювання, азоллаАнотація
Флюїд-каталітичний крекінг (ФКК) являє собою метод крекінгу рослинних масел на більш прості фракції та екологічно чисті мазути. Одним із компонентів системи ФКК є піч ФКК. Піч ФКК є місцем, де відбувається процес горіння, і забезпечує високу теплопередачу по всій системі ФКК, особливо для нагріву реактора. Температурою реактора є температура крекінгу каталізатора. Температура крекінгу каталізатора залежить від вихідної олії, що використовується в процесі крекінгу, наприклад, сирої пальмової олії при 450–550 °C або сирого біомасла при 300 °C. Паливом для нагрівання печі ФКК зазвичай є вугілля. Для зменшення використання вугілля ми використовуємо суміш біомаси азоли дрібнолистої з біовугіллям та біомаслом з козячого гною. Метою даного дослідження був аналіз суміші біомаси азоли дрібнолистої з біовугіллям та біомаслом з козячого гною для отримання температури печі, достатньої для нагрівання реактора ФКК, виконання аналітичних розрахунків для одержання об'єму димових газів, що утворюються в результаті реакції горіння. Нами проведено два експерименти; у першому експерименті використовувалася суміш 1 кг біовугілля з козячого гною (GMBC) з 0,5 кг азоли дрібнолистої, в другому використовувалася суміш 1 кг GMBC з 0,5 кг азоли дрібнолистої та 300 мл біомасла з козячого гною (GMBO). Паливна суміш з 1 кг GMBC з 0,5 кг азолла неефективна при згорянні, оскільки максимальна температура в печі становить 177 °C, в той час як паливна суміш з 1 кг GMBC, 0,5 кг азолла та 300 мл GMBO забезпечує температуру печі 472,75 °C, що дозволяє нагрівати відпарну колону до 313,25 °C для проведення крекінгу в сирому біомаслі. Аналіз результатів спалювання показав збільшення загального обсягу CO2 в порівнянні з першим та другим експериментами на 0,966 м3СО2/кг палива
Спонсор дослідження
- The authors would like to thank the Directorate of Research and Community Service, Universitas Indonesia, for funding this research project under the PUTI Q3 Program 2022.
Посилання
- Roni, M. S., Chowdhury, S., Mamun, S., Marufuzzaman, M., Lein, W., Johnson, S. (2017). Biomass co-firing technology with policies, challenges, and opportunities: A global review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 1089–1101. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.023
- Agbor, E., Zhang, X., Kumar, A. (2014). A review of biomass co-firing in North America. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 40, 930–943. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.195
- Bhuiyan, A. A., Blicblau, A. S., Islam, A. K. M. S., Naser, J. (2018). A review on thermo-chemical characteristics of coal/biomass co-firing in industrial furnace. Journal of the Energy Institute, 91 (1), 1–18. doi: https://doi.org/10.1016/j.joei.2016.10.006
- Maciejończyk, N., Pełka, G., Luboń, W., Malik, D. (2019). Analysis of the Flue Gas Produced During the Coal and Biomass Co-combustion in a Solid Fuel Boiler. Renewable Energy Sources: Engineering, Technology, Innovation, 239–246. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-13888-2_23
- Syuriadi, A., Siswantara, A. I., Nurhakim, F. R., Irbah, Y. N., Al Rizky, B., Zulfa, F. A. et al. (2022). Analysis of the effect of biomass variants (fish waste, tamanu waste and duckweed) on the characteristics of syngas, bio oil, and carbon charcoal produced in the pyrolysis process. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (6 (117)), 41–46. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253750
- Sood, A., Uniyal, P. L., Prasanna, R., Ahluwalia, A. S. (2011). Phytoremediation Potential of Aquatic Macrophyte, Azolla. AMBIO, 41 (2), 122–137. doi: https://doi.org/10.1007/s13280-011-0159-z
- Hamdan, H. Z., Houri, A. F. (2021). CO2 sequestration by propagation of the fast-growing Azolla spp. Environmental Science and Pollution Research, 29 (12), 16912–16924. doi: https://doi.org/10.1007/s11356-021-16986-6
- Miranda, A. F., Biswas, B., Ramkumar, N., Singh, R., Kumar, J., James, A. et al. (2016). Aquatic plant Azolla as the universal feedstock for biofuel production. Biotechnology for Biofuels, 9 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s13068-016-0628-5
- Golzary, A., Hosseini, A., Saber, M. (2020). Azolla filiculoides as a feedstock for biofuel production: cultivation condition optimization. International Journal of Energy and Water Resources, 5 (1), 85–94. doi: https://doi.org/10.1007/s42108-020-00092-3
- Chouhan, A., Sarma, A. (2013). Critical Analysis of Process Parameters for Bio-oil Production via Pyrolysis of Biomass: A Review. Recent Patents on Engineering, 7 (2), 98–114. doi: https://doi.org/10.2174/18722121113079990005
- Pirbazari, S. M., Norouzi, O., Kohansal, K., Tavasoli, A. (2019). Experimental studies on high-quality bio-oil production via pyrolysis of Azolla by the use of a three metallic/modified pyrochar catalyst. Bioresource Technology, 291, 121802. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.121802
- Prabakaran, S., Mohanraj, T., Arumugam, A., Sudalai, S. (2022). A state-of-the-art review on the environmental benefits and prospects of Azolla in biofuel, bioremediation and biofertilizer applications. Industrial Crops and Products, 183, 114942. doi: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.114942
- Dewanto, M. A. R., Januartrika, A. A., Dewajani, H., Budiman, A. (2017). Catalytic and thermal cracking processes of waste cooking oil for bio-gasoline synthesis. AIP Conference Proceedings. doi: https://doi.org/10.1063/1.4978172
- Makertihartha, I. G. B. N., Fitradi, R. B., Ramadhani, A. R., Laniwati, M., Muraza, O., Subagjo (2020). Biogasoline Production from Palm Oil: Optimization of Catalytic Cracking Parameters. Arabian Journal for Science and Engineering, 45 (9), 7257–7266. doi: https://doi.org/10.1007/s13369-020-04354-4
- Wibowo, S., Efiyanti, L., Pari, G. (2020). Catalytic and Thermal Cracking of Bio-Oil from Oil-Palm Empty Fruit Bunches, in Batch Reactor. Indonesian Journal of Chemistry, 20 (5), 1000. doi: https://doi.org/10.22146/ijc.44076
- Bhuiyan, A. A., Naser, J. (2015). Computational modelling of co-firing of biomass with coal under oxy-fuel condition in a small scale furnace. Fuel, 143, 455–466. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.11.089
- Zhao, J., Deng, J., Song, J., Shu, C.-M. (2019). Effectiveness of a high-temperature-programmed experimental system in simulating particle size effects on hazardous gas emissions in bituminous coal. Safety Science, 115, 353–361. doi: https://doi.org/10.1016/j.ssci.2019.02.008
- Poddar, S., Sarat Chandra Babu, J. (2021). Modelling and optimization of a pyrolysis plant using swine and goat manure as feedstock. Renewable Energy, 175, 253–269. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.04.120
- Pourkarimi, S., Hallajisani, A., Alizadehdakhel, A., Nouralishahi, A. (2021). Bio-oil production by pyrolysis of Azolla filiculoides and Ulva fasciata macroalgae. Global Journal of Environmental Science and Management, 7 (3), 331–346. doi: https://doi.org/10.22034/GJESM.2021.03.02
- Touray, N., Tsai, W.-T., Chen, H.-R., Liu, S.-C. (2014). Thermochemical and pore properties of goat-manure-derived biochars prepared from different pyrolysis temperatures. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 109, 116–122. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaap.2014.07.004
- Erdogdu, A. E., Polat, R., Ozbay, G. (2019). Pyrolysis of goat manure to produce bio-oil. Engineering Science and Technology, an International Journal, 22 (2), 452–457. doi: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.11.002
- Type K Thermocouple. Available at: http://www.thermocoupleinfo.com/type-k-thermocouple.htm
- Septiana, R. et al. (2019). Calibration of K-Type Thermocouple and MAX6675 Module with Reference DS18B20 Thermistor Based on Arduino DAQ. Prosiding SNTTM XVIII. Available at: http://prosiding.bkstm.org/prosiding/2019/PTM01.pdf
- Paraschiv, L. S., Serban, A., Paraschiv, S. (2020). Calculation of combustion air required for burning solid fuels (coal / biomass / solid waste) and analysis of flue gas composition. Energy Reports, 6, 36–45. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.10.016
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Tanwir Ahmad Farhan, Ahmad Indra Siswantara, Ahmad Syihan Auzani, Adi Syuriadi, Candra Damis Widiawaty, Muhammad Hilman Gumelar Syafei, Iwan Susanto
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
