ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКОЕ И КИНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПЛИВНЫХ ГРАНУЛ ИЗ БИОМАССЫ HERACLEUM SOSNOWSKYI MANDEN
Аннотация
Проведено комплексное изучение процесса термического разложения топливных гранул из биомассы борщевика Сосновского, определены кинетические параметры процесса на основе термогравиметрического анализа в сравнении с образцом древесных пеллет из хвойной древесины. Биомасса борщевика Сосновского была собрана на территории села Выльгорт республики Коми, высушена до атмосферно-сухого состояния, измельчена до dm<0,25 мм. В качестве образца сравнения были выбраны хвойные пеллеты производства ОАО «СевЛесПил» г. Сыктывкара Республики Коми. Определен элементный состав, содержание основных компонентов, величина теплового эффекта исходного растительного сырья в зависимости от степени запрессовки (10 и 20 кН), установлены особенности процесса термического разложения образцов. Кинетические исследования запрессованных при 10 кН образцов проводились в воздушной среде при скоростях нагрева 5, 10 и 15 °С/мин в температурном диапазоне от 25 до 1000 °С с использованием дифференциальных методов Фридмана и Озава-Флин-Уолла. Проведенные исследования позволили установить теплотехнические параметры топливных гранул, проанализировать особенности их термического разложения, а также оценить кинетические параметры процесса. Сравнительный анализ указанных характеристик пеллет и топливных гранул подтвердил возможность использования последних как самостоятельного энергетического топлива, так и в качестве добавки к пеллетам без существенного снижения характеристик, определяющих качество конечного продукта. Результаты представленных исследований можно использовать для разработки технологии и оборудования сжигания топливных гранул из биомассы борщевика Сосновского или пеллет комбинированного состава с целью рационального извлечения тепловой энергии.
Литература
Luneva N.N. Heracleum Sosnowskyi in Russia: present status and relevance of its fastest suppression. Vestn. Zashch. Rasteniy. 2013. N 1. P. 29-43. (in Russian).
Luneva N.N., Konechnaya G.Yu., Smekalova T.N., Chukhina I.G. On status of Heracleum Sosnowskyi manden on the territory of Russian Federation. Vestn. Zashch. Rasteniy. 2018. N 3. P. 10-15 (in Russian). DOI: 10.31993/2308-6459-2018-3(97)-10-15.
Cheila G. Mothe, Iara C. de Miranda Decomposition through pyrolysis process of coconut fiber and rice husk and determination of kinetic parameters according isoconversional methods. J. Therm. Anal. Calorim. 2018. N 131. 601–609. DOI: 10.1007/s10973-017-6377-2.
Serkov B.B., Sivenkov A.B., Degtyarev R.V., Tarasov N.I. Termooxidative destruction of wood with different operating age. Lesnoy Vestn. 2010. N 1. P. 115-124 (in Russian).
Chen J., Fan X., Jiang B., Mub L., Yao P., Yin H., Song X. Pyrolysis of oilplant wastes in a TGA and a fixed-bed reactor: Thermochemical behaviors, kinetics, and prod-ucts characterization. Biores. Technol. 2015. N 192. 592–602. DOI: 10.1016/j.biortech.2015.05.108.
Pysek P. Heracleum mantegazzianium in the Chech Republic: dynamics of spreading from the historical per-spective. Folia Geobotan. et Phytotaxon. 1991. N 26. V. 4. P. 439-454. DOI: 10.1007/BF02912779.
Abdullah S., Tajuddin R.M. Thermal Gravimetric Analysis (Tga) of Kenaf Core and Its Cellulose for Membrane Fabrication. InCIEC. 2015. P. 667-677. DOI: 10.1007/978-981-10-0155-0_56.
Dalke I.V., Chadin I.F., Zahozhy I.G. Collection and analysis of data on the distribution of hogweed Sos-nowskyi on the territory of the Komi Republic. Biodiag-nostika sostoyaniya prirodnyh i prirodno-tekhnogennyh sistem: materialy XIV Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Kirov: Raduga-Press. 2016. P. 11-13 (in Russian).
Dalke I.V., Zahozhy I.G., Chadin I.F. Distribution of hogweed Sosnovsky and measures to eliminate it on the territory of the "Syktyvkar" (Komi Republic). Vestn. IB Komi NC UrO RAN. 2018. N. 3. P. 2-13 (in Russian). DOI 10.31140/j.vestnikb.2018.3(205).1.
Babela А.V., Bеlyеva R.А., Beznosikov V.А., Vturin G.М., Volkova G.А., Golovko Т.К., Golubeva А.P., Dulesova К.N., Ievlev N.I., Kotelina N.S., Kurenkova S.V., Mishurov V.P., Ponomar N.I., Portnyagina N.V., Ruban G.A., Semenchin S.I., Semyashkin G.M., Skup-chenko L.А., Tabalenkova G.N., Urnysheva Т.G., Frolov U.М., Xmelinin I.N., Chebotarev N.Т., Chuprov V.М., Shvezova V.М., Shmorgunov G.Т. Agrobiological resources of the Komi Republic and their rational use. Syktyvkar: Komi NC UrO RAN. 1999. 229 p. (in Russian).
Caffrey J.M., Barrett P.R.F., Ferreira M.T., Moreira I.S., Murphy K.J., Wade P.M. Phenology and long-term control of Heracleum mantegazzianum. Hydrobiologia. 1999. N 415. P. 223–228. DOI: 10.1023/A:1003854221931.
Niinikoski P., Korpelainen H. Population genetics of the invasive giant hogweed (Heracleum sp.) in a northern European region. Plant Ecology. 2015. N 216. P. 1155–1162. DOI: 10.1007/s11258-015-0498-0.
Gou X., Zhao X., Singh S., Qiao D. Tripyrolysis: A thermo-kinetic characterisation of polyethylene, cornstalk, and anthracite coal using TGA-FTIR analysis. Fuel. 2019. N 252. 393–402. DOI: 10.1016/j.fuel.2019.03.143.
Cai J., Li B., Chen C., Wang J., Zhao M., Zhang K. Hydrothermal carbonization of tobacco stalk for fuel ap-plication. Biores. Technol. 2016. N 220. P. 305–311. DOI: 10.1016/j.biortech.2016.08.098.
Junge X., Hunziker M., Bauer N., Arnberger A., Olschewski R. Invasive alien species in Switzerland: Aware-ness and preferences of experts and the public. Environ. Manag. 2019. N 63. P. 80–93. DOI: 10.1007/s00267-018-1115-5.
Belousov, V.N., Smorodin S.N., Smirnova O.S. The fuel and theory of combustion. Part 1. Fuel. SPb.: SPbGTURP. 2011. 84 p. (in Russian).
Mariandyshev P.A., Chernov A.A., Lyubov V.K. Analysis of thermogravimetric data for different forms of wood. Khim. Tverdogo Topliva. 2015. N. 2. P. 59-64 (in Russian). DOI: 10.7868/S0023117715020085.
Chernych E. The malicious enemy of the fields hogweed is able to feed and warm humanity. Komsomolskaya Pravda. URL: https://www.komi.kp.ru/daily/26723.7/3748614/. (date accessed: 30.01.2018) (in Russian).
Mariandyshev P.A., Chernov A.A., Lyubov V.K. Ther-mogravimetric and kinetic data analysis of wood biofuels in the North-Western region of the Russian Federation. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Lesnoy Zhurn. 2016. N 1. P. 167-182 (in Russian). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.1.167.
Apaydin-Varol E., Uzun B.B., Onal E., Putun A.E. Synthetic fuel production from cottonseed: Fast pyrolysis and a TGA/FT-IR/MS study. J. Analyt. Appl. Pyrol. 2014. N 105. 83–90. DOI: 10.1016/j.jaap.2013.10.006.
