ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИКИ ТЕРМІЧНОГО РОЗКЛАДАННЯ ДЕРЕВИНИ ЛИПИ З ВИКОРИСТАННЯМ ТЕРМОГРАВІМЕТРИЧНОГО АНАЛІЗУ У ПОВІТРЯНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Автор(и)

  • Людмила ГАПОНИЧ Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4611-3193
  • Олександр ТОПАЛ Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-9458-9420
  • Ірина ГОЛЕНКО Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3487-8025
  • Максим ЛЮБАРЕЦЬ Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0009-0003-3413-2511

DOI:

https://doi.org/10.20535/EHS2710-3315.2025.330359

Ключові слова:

біомаса, деревина липи, піроліз, леткі, коксовий залишок, TGA, хімічна кінетика, константа реакції, енергія активації

Анотація

У статті досліджено кінетику термічного розкладання деревини липи методом ТГА у повітрі при швидкості нагрівання 10–30 °C/хв. Визначено температурні діапазони та втрати маси для стадій дегідратації, піролізу і допалення вуглецевого залишку. Показано, що розкладання біомаси відбувається через розпад полімерних ланцюгів геміцелюлози, целюлози, лігніну, що входять до її складу. Вивчено вплив швидкості нагрівання на температуру максимуму втрати маси, яка становить 350–370 °C і відповідає розкладанню целюлози. Розраховано кінетичні параметри піролізу та для окремих стадій розкладання геміцелюлози й целюлози, використовуючи метод Коутса-Редферна для оцінки енергії активації та передекпоненційного множника.

Посилання

  1. Haponych L. S.; Golenko I. L.; Topal А. І. Legislation, current situation and prospects of using municipal solid waste as energy resource in Ukraine. The Problems of General Energy 2019, 3(58), 45-54. DOI: https://doi.org/10.15407/pge2019.03.045
  2. Topal A.; Holenko I.; Haponych L. Сlean utilization of municipal solid wastes and alternative fuels derived from it. Environmental Problems 2020, 5(40), 202-209. DOI: https://doi.org/10.23939/ep2020.04.202
  3. Morgan T.; Kandiyoti R. Pyrolysis of Coals and Biomass: Analysis of Thermal Breakdown and Its Products. Chemical Reviews 2014, 114(3), 1547–1607. DOI: https://doi.org/10.1021/cr400194p
  4. Kim H. J.; Kim L. H. Combustion and thermal decomposition characteristics of brown coal and biomass. Journal of Energy Engineering 2012, 21(4), 373-377. DOI: https://doi.org/10.5855/ENERGY.2012.21.4.373
  5. Balat M.; Balat M.; Kırtay E.; Balat H. Main routes for the thermo-conversion of biomass into fuels and chemicals. Part 1: Pyrolysis systems. Energy Conversion and Management 2009, 50(12), 3147-3157. DOI:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.08.014
  6. Yaman S. Pyrolysis of biomass to produce fuels and chemical feedstocks. Energy Conversion and Management 2004, 45(5), 651-671. DOI: https://doi.org/10.1016/S0196-8904(03)00177-8
  7. Das, A.; Mondal, C.; Roy, S. Pretreatment methods of lignocellulosic biomass: A review. Journal of Engineering Science and Technology 2015, 8, 141-165. http://www.jestr.org/downloads/Volume8Issue5/fulltext85202015.pdf.
  8. Mankar, A. R.; Pandey, A.; Modak, A.; Pant, K.K. Pretreatment of lignocellulosic biomass: A review on recent advances. Bioresource Technology 2021, 334, 125235. DOI:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125235
  9. S. Hameed, A.; Sharma, V.; Pareek, H.; Wu, Y. Yu, A review on biomass pyrolysis models: Kinetic, network and mechanistic models. Biomass and Bioenergy 2019, 123, 104-122. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2019.02.008.
  10. Madadi, M.; Abbas, A. Lignin degradation by fungal pretreatment: a Review. J. Plant Pathol. Microbiol 2017, 8(2), 398. DOI: 10.4172/2157-7471.1000398
  11. Haponych, L., Topal, O., Holenko, I., Kobzar, S. Determination of the features of thermal decomposition of sunflower husk in a fluidized bed. Vidnovluvana Energetika 2024, 2(77), 137-149. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.2(77).137-149
  12. Gvero, M.P.; Papuga, S.; Mujanić, I.; Vaskovic, S. Pyrolysis as a key process in biomass combustion and thermochemical conversion. Thermal Science 2016, 20, 1209-1222. https://doi.org/10.2298/TSCI151129154G
  13. Siau, J. F. Transport processes in wood. IAWA Journal 1984, 5(3), 216-216. https://doi.org/10.1163/22941932-90000890
  14. Coats, A.; Redfern, J. Kinetic Parameters from Thermogravimetric Data. Nature 1964, 68-69. https://doi.org/10.1038/201068a0
  15. Fernandez, A.; Saffe, A.; Mazza G.; Rodriguez R. Nonisothermal drying kinetics of biomass fuels by thermogravimetric analysis under oxidative and inert atmosphere. Drying Technology 2017, 35(2), 163-172. DOI:10.1080/07373937.2016.1163265

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-11-10

Як цитувати

ГАПОНИЧ, Л., ТОПАЛ, О. ., ГОЛЕНКО, І., & ЛЮБАРЕЦЬ , М. . (2025). ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИКИ ТЕРМІЧНОГО РОЗКЛАДАННЯ ДЕРЕВИНИ ЛИПИ З ВИКОРИСТАННЯМ ТЕРМОГРАВІМЕТРИЧНОГО АНАЛІЗУ У ПОВІТРЯНОМУ СЕРЕДОВИЩІ. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Екологія. Людина. Суспільство", 128–135. https://doi.org/10.20535/EHS2710-3315.2025.330359

Номер

2025: Матеріали ХХV Міжнародної науково-практичної конференції "Екологія. Людина. Суспільство" пам’яті д-ра Дмитра СТЕФАНИШИНА (12 червня 2025 р., м. Київ, Україна)

Розділ

Розділ 2. Техноекологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Людмила ГАПОНИЧ, Олександр ТОПАЛ , Ірина ГОЛЕНКО, Максим ЛЮБАРЕЦЬ

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.