Kinetic parameters of thermal decomposition of biofuels and its oil-containing composites

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The kinetic features of the decomposition of fuel pellets formed from birch phloem and its composites with the addition of oil-containing waste (OCW) were studied by methods of thermogravimetric analysis carried out in various atmospheric conditions. The characteristic temperature ranges of thermal decomposition of the materials from which pellets are formed were identified, the rates of mass loss and activation energy at the main stages of thermal decomposition were evaluated, and the combustion indices of composite compositions were determined to identify the possibility of using such compositions as alternative fuels. By evaluation of activation energies for each stage of sample decomposition, the limiting influence of certain stages on the process of thermal destruction was established.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Ponomareva

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “National Research University ITMO” (ITMO University); Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “Far Eastern Federal University” (FEFU)

Author for correspondence.
Email: ap_k@inbox.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 197101; Vladivostok, 690922

D. D. Laryushkina

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “National Research University ITMO” (ITMO University)

Email: ddl@niuitmo.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 197101

D. A. Logacheva

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “National Research University ITMO” (ITMO University)

Email: 337829@niuitmo.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 197101

V. E. Sitnikova

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “National Research University ITMO” (ITMO University)

Email: kresenka@gmail.com
Russian Federation, St. Petersburg, 197101

S. N. Mokrin

2Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “Far Eastern Federal University” (FEFU)

Email: mokrin.sn@dvfu.ru
Russian Federation, Vladivostok, 690922

M. V. Uspenskaya

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “National Research University ITMO” (ITMO University)

Email: mv_uspenskaya@itmo.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 197101

References

  1. Основные показатели охраны окружающей среды. 2021 [Электронный ресурс]: Сб.статей. М.: Росстат. 2021. 109 c. https://rosstat.gov.ru/compendium/document/13294
  2. Графова Е.О., Сюнёв В.С. // Res. and Technol. 2022. Т. 19. №. 3. С. 101. https://doi.org/10.15393/j2.art.2022.6543
  3. Володин В. В., Шубаков А. А., Володина С. О., Шергина Н. Н., Василов Р. Г. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. Т. 23(5). С. 611. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2022.23.5.611-632
  4. Коровкин О.А. Ботаника. М.: ООО «Издательство «КноРус». 2021. 2-е изд. 436 с.
  5. Ведерников Д.Н., Шабанова Н.Ю., Рощин В.И. // Химия растительного сырья. 2010. №. 2. С. 43.
  6. Белаш М.Ю., Веприкова Е.В., Иванов И.П., Кузнецов Б.Н., Чесноков Н.В. // Химия в интересах устойчивого развития. 2019. Т. 27. №. 5. С. 453.
  7. Коптелова Е.Н., Кутакова Н.А., Третьяков С.И. // Новая наука: история становления, современное состояние, перспективы развития. Сб. статей Международной научно-практической конференции. 2022. С. 21.
  8. Tuli H.S., Sak K., Gupta D.S., Kaur G., Aggarwal D., Chaturvedi Parashar N.Э., Choudhary R., Yerer M.B., Kaur J., Kumar M., Grag V.K., Sethi G. // Plants. 2021. V. 10. № 12. P. 2663. https://doi.org/10.3390/plants10122663
  9. Федосенко И.Г. // Тр. БГТУ. Сер. 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. №. 2 (246). 2021. С. 284.
  10. Laschi A., Marchi E., Gonzales-Garcia S. // Energy. 2016. V. 103. P. 469.
  11. Александров Н.П., Андросов Ю.А., Соколов Д.А., Охлопкова М.К., Спиридонова А.В., Тарабукина О.К. // Научно-технический вестник Поволжья. 2020. № 12. С. 86.
  12. Хуснутдинов И.Ш., Сафиулина А.Г., Заббаров Р.Р., Хуснутдинов С.И. // Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 10. С. 3.
  13. Alao M.A., Popoola O.M., Ayodele T.R. // Cleaner Energy Systems. 2022. V. 3. P. 100034. https://doi.org/10.1016/j.cles.2022.100034
  14. Петрунина Е.А., Лоскутов С.Р., Рязанова Т.В., Анискина А.А., Пермякова Г.В., Стасова В.В. // Сиб. лесной журн. 2022. № 4. С. 35.
  15. Marcilla A., Garcia A.N., Pastor M.V., Leon M., Sanchez A.J., Gomez D.M. Thermochimica Acta. 2013. V. 564. P. 24. https://doi.org/10.1016/j.tca.2013.04.019
  16. Várhegyi G., Szabó P., Antal M. J. Jr. Reaction kinetics of the thermal decomposition of cellulose and hemicellulose in biomass materials. In Advances in Thermochemical Biomass Conversion (Ed. by A.V. Bridgwater). V. 2. London: Blackie Academic and Professional. 1994. P. 760–771. https://doi.org/10.1007/978-94-011-1336-6_59
  17. Утгоф С.С., Игнатович Л.В. // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Янкі Купалы. Сер. 6. Тэхніка. 2013. № 3. С. 70.
  18. Alvarez E., Marroquin G., Trejo F., Centeno G., Ancheyta J., Diaz J. // Fuel. V. 90. 2011. P. 3602.
  19. Фетисова О.Ю., Микова Н.М., Таран О.П. // Кинетика и катализ. Т. 61. №. 6. 2020. С. 804.
  20. Munir S., Sattar H., Nadeem A., Azam M. // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2017. V. 39. №. 8. P. 775. https://doi.org/10.1080/15567036.2016.1263254
  21. Ashraf A., Sattar H., Munir S. // Fuel. 2019. V. 240. P. 326.
  22. Новоженов В.А., Стручева Н.Е. Термический анализ. М.: Изд-во Юрайт. 2023. 440 с.
  23. Петрюк И.П., Гайдадин А.Н., Ефремова С.А. Определение кинетических параметров термодеструкции полимерных материалов по данным динамической термогравиметрии. Волгоград: Изд-во ВолгГТУ. 2010. 12 с.
  24. Song Ch.-Zh., Wen J.-H., Li Y.-Y., Dan H., Shi X.-Y., Xin S. Adv. Enng Res. (AER). 2017. V. 105. P. 490. https://doi.org/10.2991/mme-16.2017.67
  25. Жуйков А.В., Матюшенко А.И., Логинов Д.А., Жижаев А.М., Кузнецов П.Н., Тарасова Л.С., Монгуш Г.Р. // Журн. Сиб. фед. ун-та. Техника и технологии. 2021. Т. 14. №. 1. С. 106.
  26. Пушкин А.А., Римкевич В.С. // Междунар. научн.-исслед. журн. 2018. №. 5 (71). С. 25.
  27. Lili Li, Xinge Bai, Chao Qu, Kexian Zhou, Yupeng Sun // ACS Omega. 2022. V. 7 (39). P. 34912. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c03462
  28. Александрова Т.Н., Николаева Н.В., Артамонов И.С. // ГИАБ. 2022. № 6−2. С. 149. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_149.
  29. Передерий С. // ЛесПромИнформ. 2011. №4 (78). C. 146.
  30. Жуйков А.В., Матюшенко А.И., Кузнецов П.Н., Стебелева О.П., Самойло А.С. // Журн. Сиб. фед. ун-та. Техника и технологии. 2021. Т. 14(6). С. 611.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Thermogravimetric studies of birch bast pellets under pyrolysis conditions (100% N2): TGA (a); DTG (b).

Download (370KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Thermogravimetric studies of birch bast pellets with the addition of HCO under pyrolysis conditions (100% N2): TGA (a); DTG (b).

Download (339KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences