Связь характеристик и характера горения биомасс из агролесоводческой цепочки Амазонии
Relating features and combustion behavior of biomasses from the Amazonian agroforestry chain
Costa, Jéssica Saraiva da, Lima, Michael Douglas Roque, Protásio, Thiago de Paula, Assis, Maíra Reis de, Trugilho, Paulo Fernando, Numazawa, Sueo, Scatolino, Mário Vanoli, Bufalino, Lina, Silva, Marcela Gomes da
energy density
Аннотация (перевод)
Поиск новых альтернатив для удовлетворения общих потребностей Амазонии в энергии продолжает расти. Среди доступных возобновляемых источников выделяется сырье из отходов агролесоводческих цепочек, однако их надлежащая характеристика является острой необходимостью. В данном исследовании предлагается оценить энергетический потенциал пяти видов отходов агролесоводческих культур Бразильской Амазонии с помощью качественного и количественного подходов, уделяя особое внимание связи между химическим составом биомассы и характером ее горения. Были исследованы семена асаи (AS), шелуха стручков какао (CPH), шелуха кокоса (CH), пустые плодовые гроздья масличной пальмы (PEFB) и кукурузные початки (MC). Высокая плотность энергии (6.94 GJ m−3) и низкая зольность (1.4%) отличали AS от других видов биомассы. PEFB продемонстрировал самую низкую температуру воспламенения (197 °C) в сочетании с наивысшим индексом воспламенения (3.4 × 103% min−3) и низшей теплотворной способностью (16.20 MJ kg−1). Более высокое количество экстрактивных веществ, растворимых в горячей воде, у PEFB (10.8%) и CPH (18.0%) способствовало более раннему выделению энергии на основной стадии горения. Кроме того, увеличение содержания экстрактивных веществ, растворимых в горячей воде, снижало температуру воспламенения, тогда как более низкие соотношения H/C увеличивали воспламеняемость. Значение H/C выше 1.6, общее содержание лигнина до 21.1% и соотношение летучих веществ к связанному углероду выше 4.4 способствовали воспламенению биомасс PEFB и MC.
Оригинальная аннотация
The search for new alternatives to supply the overall energy demands of the Amazonia has been growing. Among the available renewable sources, the waste feedstock from the agroforestry chains stand out, but their proper characterization is an urgent need. This study proposes to assess the energy potential of five wastes from agroforestry crops of the Brazilian Amazonia by qualitative and quantitative approaches, highlighting the relation between biomass chemical composition and combustion behavior. The açai seed (AS), cocoa pod husk (CPH), coconut husk (CH), palm empty fruit bunch (PEFB), and maize cob (MC) were investigated. The high energy density (6.94 GJ m−3) and low ash content (1.4%) distinguished AS from the other biomasses. The PEFB showed the lowest ignition temperature (197 °C) combined with the highest ignition index (3.4 × 103% min−3) and net heating value (16.20 MJ kg−1). The superior amounts of hot-water-soluble extractives of PEFB (10.8%) and CPH (18.0%) anticipated the energy release in the main stage of combustion. Furthermore, increases in hot-water-soluble extractives reduced the ignition temperature, while lower H/C ratios increased the flammability. The H/C above 1.6, total lignin content up to 21.1%, and volatile matter/fixed carbon ratio above 4.4 facilitated the ignition of PEFB and MC biomasses.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/f044ac23-a2ab-4660-87a6-4cde81bc9f73
DOI: 10.1007/s13399-020-01121-1.