Proces toryfikacji w warunkach izotermicznych roślin ślazowca

II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów
Politechniki Łódzkiej
Kwiecień 16 – 18, 2012; Rogów – Polska
PROCES TORYFIKACJI W WARUNKACH IZOTERMICZNYCH ROŚLIN ŚLAZOWCA
ROSNĄCYCH W GLEBACH ZANIECZYSZCZONYCH
Doktorant: Szymon Szufa
Promotor: Andrzej Gorczakowski
Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Wydział Mechaniczny
Politechnika Łódzka, Polska
e-mail: [email protected]
Streszczenie:
Celem badań była ocena użyteczności na cele energetyczne (proces toryfikacji) roślin ślazowca
uprawianych w glebie z dodatkiem soli miedzi lub mieszaniny miedzi, kadmu i ołowiu. W tym celu
sadzonki były podlewane wodą z kranu lub z podwójnymi dawkami metali ciężkich (dopuszczalne w
polskich standardach) takimi jak miedź (CuSO4 x 5H2O, 280 mg Cu kg-1 suchej masy gleby), lub z
mieszaniny miedzi (CuSO4 x 5H2O ; 280 mg Cu kg-1 suchej masy gleby), kadm (Cd (NO3) 2 ∙ 4H2O,
10 mg Cd kg-1 suchej masy gleby) i ołowiu (Pb (NO3) 2, 280 mg Pb kg-1 sm masa gleby). Wartość
energetyczna roślin ślazowca uprawianej w tunelu foliowym w mediach i uzupełniony o wyżej
wspomniane sole został określony w wyniku obliczenia ciepła spalania badanych roślin, wartości
opałowej, zawartości popiołu i procesu toryfikacji warunkach izotermicznych. Wzrost roślin oceniano co
miesiąc na podstawie pomiarów ich wysokości i aktywność fotosyntezy, a także ilości miedzi w
zakładach na początku i na końcu sezonu wegetacyjnego. Próbki zostały zmielone aż do rozmiaru pyłu i
wstępnie suszone do około 5% zawartości wilgoci. Proces prażenie przeprowadzono pod ciśnieniem
atmosferycznym w atmosferze argonu przy użyciu analizatora termograwimetrycznego w połączeniu z
analizatorem spektroskopowym w podczerwieni, który pozwolił opisać mechanizmy procesu toryfikacji
biomasy i scharakteryzować skład produktów lotnych. Uzyskane wyniki wskazują, że stosowane dawki
miedzi lub mieszanina użytych soli miedzi, kadmu i ołowiu bardzo nieznacznie zmniejszyły wzrost roślin
ślazowca i ich aktywność metaboliczną. Jednocześnie te rośliny odgrywają aktywną rolę fitoremediacji
czyli zdolności pochłaniania duże ilości tych metali z gleby. Dlatego te ż rośliny trzcinowe mogą być
zalecane do produkcji biomasy energetycznej w glebie zanieczyszczonej miedzią, kadmem i ołowiem.
Słowa kluczowe: prażenie, biomasa, trzcina, wzrost; metale ciężkie;
II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów
Politechniki Łódzkiej
Kwiecień 16 – 18, 2012; Rogów – Polska
TORREFACTION PROCESS UNDER ISOTHERMALOF MALLOW PLANTS
GROWING IN SOIL CONTAMINATED
PhD Student: Szymon Szufa
Supervisour: Andrzej Gorczakowski
Department of Heat Technology and Refrigeration
Mechanical University
Technical University of Lodz
e-mail: [email protected]
Abstract:
The aim of research was to evaluate the energy utility (torrefaction process) of the mallow plants
cultivated in soil supplemented with salts of copper or mixtures of copper, cadmium and lead. The
emerged seedlings were watered once with tap water or with the double doses (then allow the Polish
standards) of copper (CuSO4 x 5H2O; 280 mg Cu kg-1 dry weight of soil), or with the mixture of copper
(CuSO4 x 5H2O; 280 mg Cu kg-1 dry weight of soil), cadmium (Cd(NO3)2∙4H2O; 10 mg Cd kg-1 dry
weight of soil) and lead (Pb(NO3)2; 280 mg Pb kg-1 dry weight of soil). The energy utility of the reed
plants cultivated under the plastic tunnel in media and supplemented with the mentioned salts was
checked by measuring in the harvested plants the heat of combustion, calorific value, ash content and
torrefaction process under isothermal conditions. The growth of plants was evaluated every month by
measurement of their height and photosynthesis activity and also the quantity of copper in plants at the
beginning and end of vegetative season.
Samples were milled down to pulverize size and pre-dried to get approximately 5% of the moisture
content. Torrefaction process was performed under atmospheric pressure in argon atmosphere by using
thermogravimetric analyzer coupled with infrared spectroscopic to analyzer describe the biomass roasting
mechanisms and to characterize the volatile products composition. The obtained results show that the
used dosages of cooper or the mixture of the used salts of cooper, cadmium and lead very slightly
decrease the reed plant growth and their metabolic activity. Simultaneously these plants play the active
phytoremediation role, absorbing the large quantity of these metals from the soil. Thus, the reed plants
can be recommended for energy biomass production in soil contaminated with copper, cadmium and lead.
Keywords: torrefaction; biomass; reed; growth; heavy metals;