بررسی تأثیر کاتالیست زئولیتی در فرایند هم‌تف‌کافت پلی‌اتیلن سبک و چوب صنوبر

الموضوعات :

سپیده به نام ¹ , مرتضی قلی زاده ²

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
2 - استادیاردانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

تاريخ الإرسال : 12 الأربعاء , رمضان, 1443 تاريخ التأكيد : 11 الأربعاء , صفر, 1444 تاريخ الإصدار : 28 الثلاثاء , ربيع الثاني, 1444

الکلمات المفتاحية: زئولیت, پلی‌اتیلن سبک, تف کافت, چوب صنوبر,

ملخص المقالة :

در این پژوهش، تأثیر کاتالیست زئولیت بر فرایند تف کافت مخلوط چوب صنوبر و پلی اتیلن سبک بررسی شد. بدین منظور، در یک واکنشگاه با ابعاد آزمایشگاهی، 15 گرم از این مخلوط بارگذاری شد و تف کافت مخلوط در دمای C° 500، در فشار اتمسفریک و در جو گاز نیتروژن انجام پذیرفت. افزودن کاتالیست زئولیت A4 به مخلوط تف کافت موجب افزایش مقدار قطران تولیدی شد. قطران تولیدی دارای دو گروه ترکیب های آلیفاتیکی و آروماتیکی بود. کاتالیست، مقدار مواد آروماتیک موجود در قطران را نیز افزایش داد و با اکسیژن‌زدایی موجب بهبود کیفیت قطران شد. با توجه به تصویرهای SEM مشخص شد که ساختار زغال های تولیدشده از فرایند تف کافت گرمایی و کاتالیستی، مشابه با ساختار چوب صنوبر بود با این تفاوت که زغال کاتالیستی تخلخل بیشتری داشت. طیف های FTIR نشان داد که افزودن کاتالیست موجب اکسیژن‌زدایی اندکی از سطح موم به دست آمده از تف کافت کاتالیستی می شود و مقدار موم تولید شده را کاهش می دهد. این نتیجه ها نشان داد که کاتالیست زئولیت A4 تمایل به اکسیژن‌زدایی از سطح فراورده دارد. با توجه به الگوهای XRD و تجزیه عنصری، مشخص شد به مقدار خیلی کمی کک پس از واکنش، بر کاتالیست تشکیل می شود.

المصادر:

[1] Achilias, D.S.; Roupakias, C.; Megalokonomos, P.; Lappas, A.A.; Antonakou, E.V.; J. Hazard. Mater. 149, 536–542, 2007.

[2] Abnisa, F.; Daud, W.; Energy Convers. Manag. 87, 71–85, 2014.

[3] Park, Y.K.; Jung, J.; Ryu, S.; Lee, H.W.; Siddiqui, M.Z.; Jae, J.; Watanabe, A.; Kim, Y.M.; Appl. Energy, 250,1706–1718, 2019.

[4] Önal, E.; Uzun, B.B.; Pütün, A.E.; Energy Convers. Manag. 78, 704–710, 2014.

[5] Oyedun, A.O.; Gebreegziabher, T.; Denny, K.S. Ng; Hui, C.W.; Energy 1, 1–9, 2014.

[6] Ryua, H.W.; Tsang, Y.F.; Lee, H.W.; Jae, J.; Jung, S.C.; Lam, S.S.; Park, E.D.; Park, Y.K.; Chem. Eng. Sci. 373, 375–381, 2019.

[7] Ephraim, A.; Minh, D.P.; Lebonnois, D.; Peregrina, C.; Sharrock, P.; Nzihou, A.; Fuel 231, 110–117, 2018.

[8] Lin, X.; Kong, L.; Zhang, D.; Cai, H.; Lei, H.; Renew. Energy 164, 87–95, 2021.

[9] Paradela, F.; Pinto, F.; Gulyurtlu, I.; Cabrita, I.; Lapa, N.; Clean Technol. Environ. Policy 11, 115–122, 2009.

[10] Li, C.; Zhang, C.; Gholizadeh, M.; Hu, X.; J. Hazard. Mater. 339, 1-15, 2020.

[11] Hassan, H.; Lim, J.K.; Hameed, B.H.; Bioresour. Technol. 221, 645–655, 2016.

[12] Xue, Y.; Kelkar, A.; Bai, X.; Fuel 166, 227–236, 2016.

[13] López, A.; de Marcoa, I.; Caballero, B.M.; Laresgoiti, M.F.; Adrados, A.; Aranzabal, A.; Appl. Catal. B: Environ. 104, 211–219, 2011.

[14] Imran, A.; Bramer, E.A.; Seshan, K.; Brem, G.; Biofuel Res. J. 20, 872-885, 2018.

[15] Fan, L.; Chen, P.; Zhang, Y.; Liu, S.; Liu, Y.; Wang, Y.; Dai, L.; Ruan, R.; Bioresour. Technol. 225, 199–205, 2017.

[16] Prabir, B.; “Biomass Gasification and Pyrolysis”, Elsevier, the Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford, 2010.

[17] Gašparovič, L.; Koreňová, Z.; Jelemenský, Ľ.; Chemical Papers 64, 174-181, 2010.

[18] Alcock, C.B.; “Thermochemical Processes.”, 1th Edition, University of Norte Dame, USA, 2000.

[19] Scott, D.S.; Piskorz, J.; Radlein, D.; Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 24, 581-588, 1985.

[20] Fagbemi, L.; Khezami, L.; Capart, R.; Appl. Energy 69, 293-306, 2001.

[21] Onay, O.; Kockar, OM.; Renew. Energy 28, 2417-2433, 2003.

[22] Zheng, Y.; Tao, L.; Yang, X.; Huang, Y.; Liu, C.; Zheng, Z.; J. Anal. Appl. Pyrolysis, 133, 185-197, 2018.

[23] Chi, Y.; Xue, J.; Zhuo, J.; Zhang, D.; Liu, M.; Yao, K.; Sci. Total Environ. 633, 1105–1113, 2018.

[24] Janković, B.; Manić, N.; Dodevski, V.; Popović, J.; Rusmirović, J.D.; Tošić, M.; Fuel 238, 111–128, 2019.

[25] Lam, S.; Russell, A.D.; Lee, C.; Chase, H.A.; Fuel 92, 327–339, 2012.

[26] Schnitzer, M.I.; Monreal, C.M.; Facey, G.; Fransham, P.B.; J. Environ. Sci. Health B 42, 71-77, 2007.

[27] Sophonrat, N.; Yang, W.; Energy Procedia 142, 315–320, 2017.

[28] Hamouya, M.; Mahir, A.; EL Idrissi, M.C.; Int. J. Eng. Res. Technol. 3, 210-215, 2014.

[29] Bahoria, B.V.; Parbat, D.K.; Nagarnaik, P.B.; Mater. Today: Proc. 5, 1432–1438, 2018.

[30] Dong, Y.; Yan, Y.; Wang, K.; Li, J.; Zhang, S.; Xia, C,; Shi, S.Q.; Cai, L.; Eur. J. Wood Wood Prod. 74, 177–184, 2016.

[31] Kloss, S.; Zehetner, F.; Dellantonio, A.; Hamid, R.; Ottner, F.; Liedtke, V.; Schwanninger, M.; Gerzabek, M.H.; Soja, G.; J. Environ. Qual. 41, 990-1000, 2012.

[32] Chen, H.; Bahmani, M.; Humar, M.; Cheng, D.; Forests 11, 1-14, 2020.

[33] Amini, E.; Safdari, M.S.; DeYoung, J.T.; Weise, D.R.; Fletcher, T.H.; Fuel 235, 1475-1491, 2019.

[34] Sogancioglu, M.; Yel, E.; Ahmetli, G.; J. Clean. Prod. 165, 369-381, 2017.

[35] Williams, P.T.; Williams, E.A.; J. Anal. Appl. Pyrolysis 51, 107–126, 1991.

[36] Fraijo, P.H.; Smolentseva, E.; Simakov, A.; José-Yacaman, M.; Acosta, B.; Micropor. Mesopor. Mat. 312, 1-50, 2020.

[37] Klaimy, S.; Ciotonea, C.; Dhainaut, J.; Royer, S.; Casetta, M.; Duquesne, S.; Tricot, G.; Lamonier, J.F.; ChemCatChem 12, 1109-1116, 2020.

[38] Wang, P.; Sun, Q.; Zhang, Y.; Cao, J.; Materials 12, 1-12, 2019.

[39] Yang, L.; Qian, X.; Yuan, P.; Bai, H.; Miki, T.; Men, F.; Li, H.; Nagasaka, T.; J. Clean. Prod. 212, 250-260, 2019.