Fast Pyrolysis of Leucaena leucocephala Wood in a Cylindrical Vibrating Reactor
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
This paper is a study of fast pyrolysis of Leucaena leucocephala wood in a cylindrical vibrating reactor in order to investigate several parameters including biomass particle size, reaction heated zone length, biomass feed rate, nitrogen flow rate and vapour residence time. Also investigated is the catalytic upgrading of the produced bio-oils applying titanium dioxide (TiO2) and Perlite. The results showed that optimum conditions were biomass particle size of 0.6-1.0 mm, heated zone length of 55 cm, biomass feed rate of 1 kg/h, nitrogen flow rate of 5 l/min, which gave a maximum bio-oil yield of 61.4% and the bio-oil had a heating value of 17.0 MJ/kg. In this paper a new discovery was made in addition to bio-oil and water, oily was obtained with a heating value of 26.6 MJ/kg. The upgrading step led to the increase of bio-oil heating value and the reduction of water content. By applying TiO2 and perlite, the bio-oi yields were 6.04 and 6.76% with heating values of 29.5 and 28.9 MJ/kg and the water content was reduced from 46.3% (non-catalytic bio-oil) to 11.7 and 12.2%, respectively.
Article Details
References
Biomass and Product upgrading. Biomass and Bioenergy, 2012. 38: p. 68-94.
Pattiya, A. and S. Suttibak, Fast Pyrolysis of Sugarcane Residues in a Fluidised bed Reactor with a Hot Vapour Filter. Journal of the Energy Institute, 2017. 90(1): p. 110-119.
Raja, S. A., Kennedy, Z. R., Pillai, B. C., and Lee, C. L. R, Flash pyrolysis of jatropha oil cake in electrically heated fluidized bed reactor. Energy, 2010. 35(7): p. 2819-2823.
นันทปรีชา สิงห์ทอง, นุวงศ์ ชลคุป, และ อดิศักดิ์ ปัตติยะ, การไพโรไลซีสแบบเร็วของถ่านทอร์รีไฟด์จากไม้กระถินยักษ์ในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบฟอง. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ., 2020. 15(2): p. 81-97.
กฤษฎา ลำพองชาติ, นุวงศ์ ชลคุป, และ อดิศักดิ์ ปัตติยะ, ผลของตัวทำละลายที่ใช้เตรียมเหง้ามันสำปะหลังต่อผลิตภัณฑ์ จากกระบวนการไพโรไลซีสแบบเร็ว
วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ., 2018. 13(2): p. 106-117.
Ly, H. V., Lim, D.-H., Sim, J. W., Kim, S.-S., and Kim, J, Catalytic pyrolysis of tulip tree (Liriodendron) in bubbling fluidized-bed reactor for upgrading bio-oil using dolomite catalyst. Energy, 2018. 162: p. 564-575.
Park, J. Y., Kim, J. K., Oh, C. H., Park, J. W., and Kwon, E. E, Production of bio-oil from fast pyrolysis of biomass using a pilot-scale circulating fluidized bed reactor and its characterization. J Environ Manage, 2019. 234: p. 138-144.
Suntivarakorn, R., Treedet, W., Singbua, P., and Teeramaetawat, N, Fast pyrolysis from Napier grass for pyrolysis oil production by using circulating Fluidized Bed Reactor: Improvement of pyrolysis system and production cost. Energy Reports, 2018. 4: p. 565-575.
Guoxin, H., Xiwu, G., Hao, H., Haojie, F., and Zheng, W, Experimental Studies on Flow and Pyrolysis of Coal with Solid Heat Carrier in a Modified Rotating Cone Reactor. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 2008. 47(9-10): p. 1777-1785.
Papari, S., K. Hawboldt, and R. Helleur, Pyrolysis: A Theoretical and Experimental Study on the Conversion of Softwood Sawmill Residues to Bio-oil. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2015. 54(2): p. 605-611.
Luo, G., Chandler, D. S., Anjos, L. C. A., Eng, R. J., Jia, P., and Resende, F. L. P, Pyrolysis of whole Wood Chips and Rods in a Novel Ablative Reactor. Fuel, 2017. 194: p. 229-238.
Papari, S., K. Hawboldt, and R. Helleur, Production and Characterization of Pyrolysis Oil from Sawmill Residues in an Auger Reactor. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2017. 56(8): p. 1920-1925.
Pattiya, A., S. Sukkasi, and V. Goodwin, Fast Pyrolysis of Sugarcane and Cassava Residues in a Free-fall Reactor. Energy, 2012. 44(1): p. 1067-1077.
นิกรศิลป์ บุญสมบัติ และ อดิศักดิ์ ปัตติยะ, ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาธรรมชาติในกระบวนไพโรไลซีสแบบเร็วของเหง้ามันสำปะหลังในเครื่องปฏิกรณ์แบบตกอิสระ. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ. , 2017. 12: p. 1-11.
Shoaib, A. M., El-Adly, R. A., Hassanean, M. H. M., Youssry, A., and Bhran, A. A, Developing a Free-fall Reactor for Rice Straw Fast Pyrolysis to Produce Bio-products. Egyptian Journal of Petroleum, 2018. 27(4): p. 1305-1311.
ณัฐพันธ์ พรหมสาเภา, นุชิดา สุวแพทย์, และ อดิศักดิ์ ปัตติยะ, การผลิตไบโอออยล์จากการไพโรไลซีสแบบเร็วของกาก/เปลือกเมล็ดมะเยาหินและกากเมล็ดปาล์มโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบฟอง. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ., 2014. 9(2): p. 23-32.
สถาพร สอนสุภาพ และ อดิศักดิ์ ปัตติยะ, การปรับปรุงสมบัติของใบอ้อยด้วยกระบวนการทอร์รีแฟกชันโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบท่อไหลต่อเนื่อง. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ., 2019. 14(1): p. 106-115.
Klaigaew, K., Wattanapaphawong, P., Khuhaudomlap, N., Hinchiranan, N., Kuchontara, P., Kangwansaichol, K., and Reubroycharoen, P, Liquid Phase Pyrolysis of Giant Leucaena Wood to Bio-oil over NiMo/Al2O3 Catalyst. Energy Procedia, 2015. 79: p. 492-499.
Ellens, C.J. and R.C. Brown, Optimization of a Free-fall Reactor for the Production of Fast Pyrolysis Bio-oil. Bioresour Technol, 2012. 103(1): p. 374-80.
Standard Specification for Pyrolysis Liquid Biofuel. ASTM D7544 - 12, 2014.