Влияние видов биомассы и условий газификации на физико-химические свойства угля

Уголь представляет собой низкостоимостный побочный продукт газификации и пиролиза биомассы, имеющий множество потенциальных применений, включая улучшение почвы, а также синтез активированного угля и углеродсодержащих катализаторов. Учитывая эти применения с высокой добавленной стоимостью, уголь может приносить экономические выгоды биоперерабатывающему предприятию, использующему технологии газификации или пиролиза. Однако свойства угля в значительной степени зависят от исходного сырья из биомассы, конструкции газификатора и рабочих условий. В статье представлены результаты исследования влияния типа биомассы (просо прутьевидное, солома сорго и красный кедр) и коэффициента избытка воздуха (0,20, 0,25 и 0,28), то есть отношения фактической подачи воздуха к количеству воздуха, необходимому для стехиометрического сжигания биомассы, на физико-химические свойства угля, полученного в процессе газификации. Результаты показали, что удельная площадь поверхности по методу Брунауэра—Эммета—Теллера (BET) для большинства образцов угля составляла 1–10 м2/г и увеличивалась с ростом коэффициента избытка воздуха. С увеличением коэффициента избытка воздуха содержание влаги и фиксированного углерода в угле снижалось, тогда как содержание золы возрастало. Соответствующие инфракрасные спектры с преобразованием Фурье показали, что поверхностные функциональные группы угля различались в зависимости от типа биомассы, но оставались сходными при изменении коэффициента избытка воздуха.