The results of investigation on pyrolysis of organic raw materials

Abstract

Over the past decade, our research has systematically investigated the pyrolysis behavior of a wide range of organic feedstocks, including coals of different ranks, oil shale, bituminous sand, wood waste, animal bone, cedar shell, polyethylene waste, and milk casein. The study aimed to elucidate the thermal decomposition mechanisms and characterize the resulting solid, liquid, and gaseous products. Prior to pyrolysis, the physicochemical properties, elemental compositions, and thermal stability of each feedstock were determined. Thermal degradation behavior, including the temperatures corresponding to 5% and 25% mass loss (T_5% and T_25%), was evaluated using thermogravimetric analysis (TGA). Pyrolysis experiments were performed in a laboratory-scale quartz tube reactor using 1 g samples (<0.2 mm particle size) over a range of reaction temperatures. The yields of char, tar, pyrolytic water, and non-condensable gases were quantified and compared among different feedstocks. The resulting chars were characterized by proximate analysis and adsorption measurements using iodine and methylene blue as probe molecules. Selected chars were further converted into activated carbons to evaluate their adsorption performance. Pyrolysis tars were separated from the aqueous phase and distilled under atmospheric pressure to determine the yields of light, middle, and heavy oil fractions, together with bitumen-like residues.

Органик түүхий эдүүдийн пиролизийн судалгааны нэгтгэсэн дүн

Хураангүй. Судалгааны  үндсэн объектоор Нарийн сухайтын коксждог нүүрс, Баянтээгийн чулуун нүүрс, Багануурын хүрэн нүүрс, Дундговийн Хөөтийн занар, Баянэрхтийн битумт элс, нарс модны үртэс, самрын яс, малын яс, техникийн зориулалттай сүүний ээдэмцэр, нийлэг гаралтай полимер хаягдал полиэтилен тус тус  сонгон авч тэдгээрийн техникийн үндсэн үзүүлэлтүүд ба органик элементийн бүрэлдэхүүнийг тодорхойлж нэгтгэн үнэлэлт өгч, тэдгээрийн халуун тэсвэрлэлтийн индексүүд (Т_25% ба T_25%)-ийг тодорхойлж харьцуулан дүгнэв. Пиролизийн судалгааг 200-700 0С явуулж зохимжтой халаалтын температурыг тогтоон, пиролизийн хатуу үлдэгдэл ба давирхайг гарган авч хатуу үлдэгдлийн техникийн үзүүлэлтүүд ба давирхайн химийн найрлагыг тодорхойлов. Мөн давирхай тус бүрийг фракцлан нэрж, хөнгөн, дунд, хүнд фракцууд ба нэрлэгийн хатуу үлдэгдэл, хийн бүтээгдэхүүний гарцыг тодорхойлов.   Давирхайнуудын азотын хэмжээг тодорхойлон харьцуулан дүгнэж, тэдгээрээс ээдэмцрийн давирхайн азотын хэмжээ хамгийн их -12.1%, малын ясных дунд зэрэг 7.1%, бусад бүх давирхайнуудынх 2.0 %-аас бага  байгааг тогтоов. Мөн хамгийн их азотын найрлагатай ээдэмцрийн давирхай эпоксидын полимерийг хамгийн өндөр буюу 95%-ын зэрэгтэйгээр хатууруулж байгааг анх удаа тогтоож, түүний эпоксидын полимерийн макромолекулуудыг хооронд нь холбон орон зайн торлосон бүтэц үүсгэн  хатууруулж, органик уусгагчдад уусдаггүй төлөв байдалд шилжүүлж байгаа урвалын механизмыг анх удаа дэвшүүлэн тайлбарлав.

Түлхүүр үг: пиролиз, органик хаягдлууд, халуун тэсвэрлэлтийн индекс, эпоксидын полимер, хатууруулагч.