ПЕРЕРАБОТКА ПОДСОЛНЕЧНОЙ ЛУЗГИ МЕТОДОМ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ТОРРЕФИКАЦИИ | PROCESSING OF SUNFLOWER HUSK BY OXIDATIVE TORREFACTION

Английский. The paper presents for the first time an experimental study of the processing of sunflower husk pellets by oxidative torrefaction inside a kaolin chamotte layer. The process temperature was 280 °C, which contributed to significant changes in the chemical composition, thermal properties and morphology of plant biomass. Kaolin chamotte was used to limit the supply of oxygen to sunflower husk and suppress oxidation reactions and didn’t have a catalytic effect on the biomass destruction process. Torrefaction time and layer height of kaolin chamotte varied in the range of 30-60 min and 3-5 cm, respectively. As a result of oxidative torrefaction, a decrease in the amount of volatiles in sunflower husk was obtained, as well as an increase in ash content and fixed carbon. Comparison of the atomic ratios H/C and O/C before and after torrefaction showed that the elemental composition of sunflower husk shifted toward peat. The maximum value of the heat of combustion (22 MJ/kg) was obtained for the sample torrefied at 60 min and 4 cm. The diffusion mode of torrefaction was carried out at the investigated temperature, and the process time had the greatest influence on the change in the mass yield. It was found that during oxidative torrefaction kaolin chamotte effectively reduced the diffusion of oxygen into the biomass and suppressed the oxidation reactions. The obtained torrefied sunflower husk were characterized by improved fuel properties, which can positively affect the speed and efficiency of their subsequent thermochemical conversion.

Русский. В работе впервые представлено экспериментальное исследование переработки гранулированной подсолнечной лузги методом окислительной торрефикации внутри слоя каолинового шамота. Температура процесса составляла 280 °С, что способствовало существенным изменениям химического состава, теплотехнических свойств и морфологии растительной биомассы. Каолиновый шамот использовался для ограничения поступления кислорода к гранулам подсолнечной лузги и подавления реакций окисления и не оказывал каталитического действия на процесс деструкции биомассы. Время торрефикации и высота слоя каолинового шамота варьировались в диапазоне 30–60 мин и 3–5 см соответственно. В результате окислительной торрефикации получено уменьшение количества летучих веществ в образцах подсолнечной лузги, а также увеличение зольности и фиксированного углерода. Сравнение атомных соотношений H/C и O/C до и после торрефикации показало, что элементный состав подсолнечной лузги переместился в сторону торфа. Максимальное значение теплоты сгорания (22 МДж/кг) получено для образца, торрефицированного при времени 60 мин и высоте каолинового слоя 4 см. При исследуемой температуре осуществлялся диффузионный режим торрефикации, и наибольшее влияние на изменение массового выхода оказывало время процесса. Выявлено, что в процессе окислительной торрефикации каолиновый шамот эффективно уменьшал диффузию кислорода в биомассу и подавлял реакции окисления. Полученная торрефицированная подсолнечная лузга характеризовалась улучшенными топливными свойствами, что может положительно повлиять на скорость и эффективность ее последующей термохимической конверсии.