3. Results and discussionBlends of

3. Results and discussion

Blends of switchgrass and P3HB were pyrolyzed in a series of several experiments that are summarized in Table 1. In most experiments the blends contained 90% switchgrass and 10% P3HB, with the exception of experiment 8 where the proportion of P3HB was

increased to 25%. Also, in one instance, lime (CaO) was added as a 5 wt% loading to the mixture to explore its potential in assisting P3HB thermal decomposition (experiment 3). The blends were pyrolyzed at temperatures of 350 to 375 °C. Two particle size cuts (fine and coarse) of the P3HB particles were used along with three different carrier gas flow rates. The latter enabled the testing of the effect of the residence time of the P3HB particles in the reactor, with the lower flow rate providing more residence time. Residence times are estimated to be 0.12 s at 60 L/min N2 flow and 0.09 s at 75 L/min [10]. For comparison, two control experiments with switchgrass alone were also included, one at traditional fast pyrolysis conditions (480 ̊C) and one at the mild pyrolysis conditions (375 ̊C) employed for the P3HB/switchgrass blends. The distribution of the post-pyrolysis material in solid, liquid and non-condensable gas fractions is also provided in Table 1. Actual recoveries are provided along with values corrected for material retained in the system by a non-linear optimization mass balance model, as described in Section 2[22]. Compared with the fast pyrolysis of switchgrass (480 ̊C) which produced 62.3% liquid, the yield of liquid (bio-oil) in all of the mild pyrolysis experiments was found to be lower (Table 1). For the mild, lime-free pyrolysis of switchgrass/P3HB blends, greater liquid yields (40 to 48 wt%) were achieved compared with the mild pyrolysis control experiment containing switchgrass alone (36%). Conversely, the yield of solid products (bio-char) from the switchgrass/P3HB blends (9.6 to 24.4%) was increased compared to the fast pyrolysis of switchgrass alone (9.8%) but decreased relative to the mild pyrolysis of switchgrass alone (∼30%). These results suggest that both the use of lower temperatures, which are necessary to prevent further degradation of crotonic acid, and the presence of P3HB and/or crotonic acid in the reaction mixture influence the product distribution. Use of pyrolysis temperatures lower than 450 °C for biomass pyrolysis has previously been shown to result in decreased bio-oil and increased bio-char production [12]. The total yield of gaseous products is calculated to be higher in the experiments with the switchgrass/P3HB blends, compared to the mild and fast pyrolysis control experiments. This could be due to the increased acidity of the environment resulting in increased decarboxylation and decarbonylation type reactions of the biomass derived materials. The composition of the gases produced with the P3HB/switchgrass blends showed an increase in the ratio of CO2/CO compared with the control fast pyrolysis of switchgrass (Table 2) but similar to the mild pyrolysis control. Decomposition of crotonic acid into CO2 and propylene[23] could also contribute to the increased gas yield, but propylene was not observed. However, its concentration may be too small to detect by the GC method employed since it is diluted with the N2 fluidizing gas. Crotonic acid decomposition could however not produce enough gas to explain the difference

between the gas yield in the switchgrass fast pyrolysis control experiment and the experiments with the P3HB-switchgrass blends suggesting that indeed the increased acidity of the environment does help to convert some condensable range products to permanent gases.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ผลลัพธ์ และสนทนาผสม switchgrass และ P3HB ได้ pyrolyzed ในชุดการทดลองต่าง ๆ ที่ได้สรุปไว้ในตารางที่ 1 ในการทดลองส่วนใหญ่ จะผสมอยู่ switchgrass 90% และ 10% P3HB ยกเว้นการทดลองที่มีสัดส่วนของ P3HB 8เพิ่มขึ้น 25% ยัง ในหนึ่งอินสแตนซ์ มะนาว (CaO) ถูกเพิ่มเป็นการโหลด% wt ที่ 5 การผสมการสำรวจศักยภาพในการให้ความช่วยเหลือ P3HB (ทดลอง 3) ความร้อนแยกส่วนประกอบ ผสมมี pyrolyzed ที่อุณหภูมิ 350-375 องศาเซลเซียส 2 อนุภาคขนาดตัด (ละเอียด และหยาบ) ของอนุภาค P3HB ที่ใช้กับอัตราไหลก๊าซผู้ขนส่งอื่นสาม หลังเปิดใช้งานการทดสอบผลของเวลาพำนักของอนุภาค P3HB ในเครื่องปฏิกรณ์ อัตราไหลต่ำให้เวลาเรสซิเดนซ์ เรสซิเดนซ์ครั้งมีประมาณ 0.12 s ที่ไหล 60 ลิตร/นาที N2 และ 0.09 s ที่ 75 L/นาที [10] สำหรับการเปรียบเทียบ ทดลองควบคุม ด้วย switchgrass คนเดียวได้ยังรวม หนึ่งในเงื่อนไขชีวภาพแบบรวดเร็ว (480 ̊C) และหนึ่งในเงื่อนไขการไพโรไลซิอ่อน (375 ̊C) ลูกจ้างการผสม P3HB/switchgrass การกระจายของวัสดุชีวภาพหลังแบบแยกส่วนก๊าซของแข็ง ของเหลว และไม่ condensable ยังไว้ในตารางที่ 1 มี recoveries จริง ด้วยค่าสำหรับวัสดุที่เก็บไว้ในระบบ โดยการปรับให้เหมาะสมไม่ใช่เชิงเส้นดุลมวลรุ่น ตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 2 [22] เมื่อเทียบกับชีวภาพอย่างรวดเร็วของ switchgrass (480 ̊C) ที่ผลิตของเหลว 62.3% ผลตอบแทนของของเหลว (น้ำมันชีวภาพ) ในการทดลองการไพโรไลซิอ่อนพบจะต่ำกว่า (ตารางที่ 1) สำหรับไมลด์ ไพโรไลซิฟรีมะนาวของผสม switchgrass/P3HB ผลผลิตของเหลวสูง (40-48 wt %) ได้รับเมื่อเทียบกับการทดลองควบคุมชีวภาพอ่อนประกอบด้วย switchgrass คนเดียว (36%) ในทางกลับกัน ผลตอบแทนของผลิตภัณฑ์ (ไบอักขระ) ของแข็งจากผสม switchgrass/P3HB (9.6-24.4%) ขึ้นเมื่อเทียบกับรวดเร็วชีวภาพของ switchgrass คนเดียว (9.8%) แต่ลดลงสัมพันธ์กับไพโรไลซิอ่อนของ switchgrass คนเดียว (∼30%) ผลลัพธ์เหล่านี้แนะนำว่า ทั้งการใช้อุณหภูมิต่ำ ที่จำเป็นเพื่อป้องกันการสลายตัวของกรด crotonic และการเป็น P3HB หรือ crotonic ส่วนผสมปฏิกิริยากรด มีผลต่อการกระจายสินค้า ใช้ชีวภาพอุณหภูมิที่ต่ำกว่าแสดง 450 ° C สำหรับชีวภาพชีวมวลทั้งก่อนหน้านี้น้ำมันชีวภาพลดลง และเพิ่มผลิตทางชีวภาพอักขระ [12] คำนวณจากผลตอบแทนรวมของผลิตภัณฑ์เป็นต้นจะสูงขึ้นในการทดลองกับผสม switchgrass/P3HB เมื่อเทียบกับการทดลองควบคุมชีวภาพไม่รุนแรง และรวดเร็ว อาจเป็น เพราะมีการเพิ่มขึ้นของสภาพแวดล้อมใน decarboxylation เพิ่มขึ้นและปฏิกิริยาชนิด decarbonylation ของวัตถุดิบชีวมวลที่มา องค์ประกอบของก๊าซที่ผลิต โดยผสม P3HB/switchgrass ที่แสดงให้เห็นว่า การเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนของ CO2/CO เมื่อเทียบกับชีวภาพอย่างรวดเร็วควบคุมของ switchgrass (ตาราง 2) แต่เหมือนกับควบคุมชีวภาพอ่อน แยกส่วนประกอบของกรด crotonic CO2 และโพรพิลีน [23] สามารถร่วมผลผลิตก๊าซเพิ่มขึ้น แต่ไม่ได้สังเกตโพรพิลีน อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นอาจจะเล็กเกินกว่าจะตรวจพบ โดยวิธี GC จ้างงานเนื่องจากถูกทำให้เจือจาง ด้วยก๊าซ N2 fluidizing แยกส่วนประกอบของกรด crotonic อย่างไรก็ตามไม่สามารถสร้างก๊าซเพียงพอจะอธิบายความแตกต่างระหว่างผลผลิตก๊าซชีวภาพได้อย่างรวดเร็ว switchgrass ใน การทดลองควบคุมและทดลองกับ P3HB switchgrass ผสมแนะนำที่ แน่นอนมีเพิ่มสภาพแวดล้อมช่วยในการแปลงสินค้าบางช่วง condensable ก๊าซอย่างถาวร

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. ผลการอภิปรายและการผสมของสวิตซ์และP3HB ถูกเผาในชุดการทดลองหลายอย่างที่มีรายละเอียดในตารางที่ 1 ในการทดลองผสมส่วนใหญ่ที่มีอยู่ 90% สวิตซ์และ 10% P3HB ที่มีข้อยกเว้นของการทดลองที่ 8 สัดส่วนของ P3HB ได้เพิ่มขึ้นถึง25% นอกจากนี้ในกรณีหนึ่งมะนาว (CaO) ถูกบันทึกเป็นโหลด 5% โดยน้ำหนักส่วนผสมในการสำรวจที่อาจเกิดขึ้นในการช่วยเหลือการสลายตัวทางความร้อน P3HB (ทดลอง 3) ผสมถูกเผาที่อุณหภูมิ 350-375 องศาเซลเซียส สองการปรับลดขนาดอนุภาค (ดีและหยาบ) ของอนุภาค P3HB ถูกนำมาใช้พร้อมกับสามอัตราการไหลของก๊าซให้บริการที่แตกต่างกัน หลังเปิดใช้งานการทดสอบผลของเวลาที่พำนักของอนุภาค P3HB ในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอัตราการไหลที่ต่ำกว่าการให้เวลามากขึ้นที่อยู่อาศัย ครั้งที่อยู่อาศัยคาดว่าจะ 0.12 s ที่ 60 ลิตร / นาทีไหล N2 และ 0.09 s ที่ 75 ลิตร / นาที [10] สำหรับการเปรียบเทียบสองการทดลองการควบคุมที่มีสวิตซ์อยู่คนเดียวก็รวมเป็นหนึ่งในเงื่อนไขไพโรไลซิรวดเร็วแบบดั้งเดิม (480 C) และเป็นหนึ่งในเงื่อนไขไพโรไลซิอ่อน (375 C) การจ้างงานสำหรับ P3HB / ผสมสวิตซ์ การกระจายของวัสดุที่โพสต์ในไพโรไลซิของแข็งของเหลวก๊าซและเศษส่วนที่ไม่ควบแน่นนอกจากนี้ยังมีในตารางที่ 1 การฟื้นตัวที่เกิดขึ้นจริงมีให้พร้อมกับค่านิยมการแก้ไขสำหรับวัสดุเก็บไว้ในระบบโดยรูปแบบการเพิ่มประสิทธิภาพสมดุลมวลที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่น อธิบายไว้ในส่วนที่ 2 [22] เมื่อเทียบกับไพโรไลซิรวดเร็วของสวิตซ์ (480 C) ซึ่งผลิตของเหลว 62.3% อัตราผลตอบแทนของของเหลว (น้ำมันชีวภาพ) ในทุกการทดลองไพโรไลซิอ่อนพบว่าจะลดลง (ตารางที่ 1) สำหรับอ่อนไพโรไลซิมะนาวผสมฟรีสวิตซ์ / P3HB ผลผลิตของเหลวมากขึ้น (40-48% โดยน้ำหนัก) ได้รับการประสบความสำเร็จเมื่อเทียบกับการทดลองควบคุมไพโรไลซิอ่อนที่มีสวิตซ์อยู่คนเดียว (36%) ตรงกันข้ามผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง (ไบโอถ่าน) จากการผสมสวิตซ์ / P3HB (9.6-24.4%) เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับไพโรไลซิรวดเร็วของสวิตซ์เพียงอย่างเดียว (9.8%) แต่ลดลงเมื่อเทียบกับไพโรไลซิอ่อนของสวิตซ์เพียงอย่างเดียว (~ 30%) ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าทั้งสองใช้อุณหภูมิต่ำซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อป้องกันการย่อยสลายต่อไปของกรด crotonic และการปรากฏตัวของ P3HB และ / หรือกรดใน crotonic ผสมปฏิกิริยาที่มีอิทธิพลต่อการกระจายสินค้า การใช้อุณหภูมิไพโรไลซิต่ำกว่า 450 องศาเซลเซียสเป็นเวลาไพโรไลซิชีวมวลที่ได้รับก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่ามีผลในการลดลงของน้ำมันชีวภาพและเพิ่มกำลังการผลิตถ่านชีวภาพ [12] อัตราผลตอบแทนรวมของสินค้าที่มีการคำนวณก๊าซที่จะสูงขึ้นในการทดลองที่มีการผสมสวิตซ์ / P3HB เมื่อเทียบกับการทดลองควบคุมไพโรไลซิรุนแรงและรวดเร็ว ซึ่งอาจจะเป็นเพราะความเป็นกรดเพิ่มขึ้นของสภาพแวดล้อมที่มีผลใน decarboxylation เพิ่มขึ้นและปฏิกิริยาชนิด decarbonylation ของวัสดุชีวมวลที่ได้มา องค์ประกอบของก๊าซที่ผลิตด้วย P3HB / ผสม switchgrass แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนของ CO2 / โคโลราโดเมื่อเทียบกับการควบคุมการไพโรไลซิรวดเร็วของสวิตซ์ (ตารางที่ 2) แต่คล้ายกับการควบคุมไพโรไลซิอ่อน การสลายตัวของกรด crotonic เข้า CO2 และโพรพิลีน [23] นอกจากนี้ยังอาจนำไปสู่ผลผลิตก๊าซที่เพิ่มขึ้น แต่โพรพิลีนก็ไม่ได้สังเกต แต่ความเข้มข้นอาจจะเล็กเกินไปที่จะตรวจสอบโดยวิธี GC ที่ใช้เพราะมันเป็นเจือจางด้วยก๊าซ N2 เหลว การสลายตัวของกรด Crotonic แต่ไม่สามารถผลิตก๊าซมากพอที่จะอธิบายความแตกต่างระหว่างผลผลิตก๊าซในการทดลองควบคุมไพโรไลซิรวดเร็วสวิตซ์และการทดลองที่มีP3HB-สวิตซ์ผสมบอกว่าจริง ๆ แล้วความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นของสภาพแวดล้อมที่ไม่ช่วยให้การแปลงบางผลิตภัณฑ์ช่วงควบแน่น ก๊าซถาวร

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3 . ผลและการอภิปราย

ผสมของสวิตซ์ p3hb เคยถูกเผาในบรรยากาศและในชุดต่างๆที่สรุปได้ในตารางที่ 1 ในการทดลองมากที่สุดและมีสวิตซ์ 90% และ 10% p3hb ด้วยข้อยกเว้นของการทดลอง 8 ซึ่งสัดส่วนของ p3hb ถูก

เพิ่มขึ้น 25% นอกจากนี้ ในหนึ่งตัวอย่างปูนขาว ( CaO ) เพิ่มเป็น 5 เปอร์เซ็นต์ ผสมกับโหลดเพื่อสำรวจศักยภาพในการช่วยเหลือ p3hb ความร้อนการสลายตัว ( การทดลองที่ 2 ) การผสมที่ถูกเผาในบรรยากาศที่อุณหภูมิ 350 ( 375 องศา สองอนุภาคขนาดตัด ( หยาบและละเอียด ) ของ p3hb อนุภาคถูกใช้พร้อมกับการไหลของก๊าซที่แตกต่างกันสามผู้ให้บริการอัตราหลังเปิดใช้ทดสอบผลกระทบของระยะเวลาของ p3hb อนุภาคในเครื่องปฏิกรณ์ ด้วยการลดอัตราการไหลให้เวลาพักมากขึ้น ที่พักเวลาประมาณเป็น 0.12 อยู่ที่ 60 ลิตร / นาทีอัตราการไหลและ 0.09 N2 s 75 ลิตร / นาที [ 10 ] สำหรับการเปรียบเทียบ , 2 ควบคุมการทดลองกับสวิตซ์คนเดียวยังรวมหนึ่งในเงื่อนไขการไพโรไลซิสแบบเร็วแบบดั้งเดิม ( 480 ̊ c ) และเป็นหนึ่งในเงื่อนไขการไพโรไลซิสที่ไม่รุนแรง ( 375 ̊ C ) ใน p3hb / สวิตซ์แบบผสม การกระจายของการโพสต์ค่าวัสดุในของแข็ง ของเหลว และก๊าซที่ไม่เศษส่วนย่อยังมีให้ในตารางที่ 1ตลาดจริงให้ พร้อมกับค่าแก้ไขวัสดุที่สะสมในระบบ โดยการใช้แบบจำลองดุลยภาพมวลตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 2 [ 22 ] เมื่อเทียบกับไพโรไลซิสแบบเร็วของสวิตซ์ ( 480 ̊ C ซึ่งผลิต 62.3 % ของเหลว , ผลผลิตของของเหลว ( น้ำมันชีวภาพ ) ในทั้งหมดของการทดลองแยกอ่อนพบจะลดลง ( ตารางที่ 1 ) สำหรับที่ไม่รุนแรงมะนาวไพโรฟรีของสวิตซ์ / p3hb ผสมมากขึ้นผลผลิตของเหลว ( 40 ถึง 48 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ) มีความอ่อนค่าเมื่อเทียบกับการทดลองการควบคุมที่มีสวิตซ์คนเดียว ( 36% ) ในทางกลับกัน ผลผลิต ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง ( BIO char ) จากสวิตซ์ / p3hb ผสม ( 9.6 การถ % ) เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับไพโรไลซิสแบบเร็วของสวิตซ์คนเดียว ( 98 % ) แต่ลดลงเมื่อเทียบกับค่าอ่อนของสวิตซ์คนเดียว ( 30 ∼ % ) ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า ทั้งการใช้อุณหภูมิต่ำ ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อป้องกันการย่อยสลายเพิ่มเติมของ crotonic กรดและการปรากฏตัวของ p3hb และ / หรือ crotonic กรดในปฏิกิริยาผสมมีผลต่อการกระจายสินค้าใช้อุณหภูมิต่ำกว่า 450 องศา C ไพโรไลซิสชีวมวลผลิตได้ก่อนหน้านี้ถูกแสดงผลในการลดลงและเพิ่มการผลิตน้ำมันไบโอชีวภาพ char [ 12 ] ผลผลิตรวมของผลิตภัณฑ์ก๊าซคำนวณ จะสูงกว่าในการทดลองมีสวิตซ์ / p3hb ผสมที่ไม่รุนแรงและรวดเร็วเมื่อเทียบกับการทดลองควบคุมไพโรไลซีส