THERMODYNAMIC ANALYSIS OF BIOCHAR GASIFICATION
UDC 662.765:536.7
Аннотация
In this research, a thermodynamic analysis of the gasification process of biochar obtained by pyrolysis of wood biomass was carried out. Thermodynamic functions, such as enthalpies and entropies of the formation of biochar, water vapor, carbon oxide, and hydrogen at various temperatures and pressures were determined. The thermodynamic (TD) studies showed that the gasification process is endothermic, while the entropy of this process is positive. From TD calculations, it follows that the gasification process of biochar cannot be carried out at normal pressure if the temperature of this process is below boundary Tb=895 K because the thermodynamic Gibbs potential under these conditions has a positive value. Thus, the gasification process of the biochar can be implemented only at quite high temperatures. It has been established that increasing the gasification temperature above Tb increases the equilibrium constant, which should enhance the yield of biogas. On the other hand, pressure is a negatory factor for the gasification process, since its increase leads to a decrease in the equilibrium constant. However, the negative impact of pressure can be compensated by the rise in gasification temperature.
Скачивания
Литература
Ang T-Z., Salem M., Kamarol M. et al. Energy Strategy Reviews, 2022, vol. 43, 100939. https://doi.org/10.1016/j.esr.2022.100939.
Lee S., Speight J.G., Loyalka S.K. Handbook of Alternative Fuel Technologies. 1-st ed. CRC Press: Boca Raton, 2007, 568 p.
Energy consumption from fossil fuels and renewables in the United States from 2000 to 2023. URL: https://www.statista.com/statistics/184024/us-energy-consumption-from-fossil-fuels-and-renewables-since-1999/.
Energy statistics – an overview. Eurostat, 2024. URL: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Energy_statistics_-_an_overview#:~:text=Renewable%20energies%20accounted%20for%20the,renewable%20waste%20(2.4%20%25).
Rashmi R., Tripathi T., Pandey S., Kumar S. IJRASET, 2024, vol. 12, pp. 1079–1089. https://doi.org/10.22214/ijraset.2024.64808.
Ioelovich M. Sci. Environ., 2020, vol. 3, pp. 147–152.
Klemm D., Heublein B., Fink H.-P., Bohn A. Angew. Chem., 2005, vol. 44, pp. 2–37. https://doi.org/10.1002/anie.200460587
Ioelovich M. World J. Adv. Res. Reviews, 2024, vol. 24, pp. 1295–1338. https://doi.org/10.30574/wjarr.2024.24.1.3145.
Tursi A. Biofuel Res. Journal, 2019, vol. 22, pp. 962–979. https://doi.org/10.18331/BRJ2019.6.2.3.
Saidur R., Abdelaziz E.A., Demirbas A. et al. Renew. Sustain. Energy Reviews, 2011, vol. 15, pp. 2262–2289. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.02.015.
Ioelovich M. Bioresources, 2015, vol. 10, pp. 1879–1914. https://doi.org/10.15376/biores.10.1.1879-1914.
Damartzis T., Zabaniotou A. Renew. Sustain. Energy Reviews, 2011, vol. 15, pp. 366-378. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.08.003.
Song H., Yang G., Xue P. et al. Appl. Energy Combust. Sci., 2022, vol. 10, 100059. https://doi.org/10.1016/j.jaecs.2022.100059.
Alvarado-Flores J.J., Alcaraz-Vera J.V., Ávalos-Rodríguez M.L. et al. Energies, 2024, vol. 17, pp. 1–21.
Bounaceur A., Gautherot L.P., Tschamber V. et al. Solid Fuel Chemistry, 2020, vol. 54, pp. 239–250. https://doi.org/10.3103/S0361521920040035.
Al-Rahbi A.S., Williams P.T. Waste Disposal & Sustainable Energy, 2022, vol. 4, pp. 75–89. https://doi.org/10.1007/s42768-022-00103-5.
Schildhauer T.J., Biollaz S.M.A. Synthetic Natural Gas: From Coal, Dry Biomass, and Power-to-Gas Applications. John Wiley & Sons: Hoboken, 2016, 328 p.
Zhang J., Weng X., Han Y. et al. J. Energy Chemistry, 2013, vol. 22, pp. 459–467. https://doi.org/10.1016/S2095-4956(13)60060-1.
Koper G.J.M. An Introduction to Chemical Thermodynamics. 2nd ed. VSSD: Leiden, 2008, 212 p.
Klotz I.M., Rosenberg R.M. Chemical Thermodynamics. Basic Concepts and Methods. 7th ed. John Wiley & Sons Inc.: Hoboken, 2008, 588 p.
Sluiter J.B., Ruiz R.O., Scarlata C.J., Sluiter A.D., Templeton D.W. J Agric. Food Chem., 2010, vol. 58, pp. 9043–9053. https://doi.org/10.1021/jf1008023.
Eisermann W., Johnson P., Conger W.L. Fuel Proces. Technol., 1980, vol. 3, pp. 39–53. https://doi.org/10.1016/0378-3820(80)90022-3.
Żogała A. J. Sustain. Mining, 2014, vol. 13, pp. 30–38. https://doi.org/10.7424/jsm140205.
Copyright (c) 2026 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
