Other language title :
تاثير دماي پيروليس و منبع زيست توده بر ويژگي هاي فيسيكو شيميايي بيوچار
Title of article :
Effect of Pyrolysis Temperature and Feedstock Sources on Physicochemical Characteristics of Biochar
Author/Authors :
Reyhanitabar, A Department of Soil Science - Faculty of Agriculture - University of Tabriz - Tabriz, Islamic Republic of Iran , Farhadi, E Department of Soil Science - Faculty of Agriculture - University of Tabriz - Tabriz, Islamic Republic of Iran , Ramezanzadeh, H Department of Soil Science - Faculty of Agriculture - University of Tabriz - Tabriz, Islamic Republic of Iran , Oustan, Sh Department of Soil Science - Faculty of Agriculture - University of Tabriz - Tabriz, Islamic Republic of Iran
Pages :
15
From page :
547
To page :
561
Abstract :
Converting feedstock into biochar is a popular approach to overcome the disposal problem, yet the role of waste type and pyrolysis temperature on biochar properties is not understood well. In this study, biochars were produced from various feedstock such as tea waste, apple wood, wheat straw and walnut shell at 300, 400, 500 and 600°C with 1-hour residence time. The results showed that increase in pyrolysis temperature significantly decreased biochar mass yield. The maximum and minimum mass yields were observed in walnut shell at 300˚C and apple-wood-derived biochars at 600˚C by 69 and 20%, respectively. The produced biochar had pH range between 5.3 to 9.7, and its pH value and ash content increased significantly with increasing pyrolysis temperature, except for walnut shell. Total concentrations of P, Ca, K, Na, Fe, Zn, Cu, and Mn and available concentrations of K, Ca, Mg, and P increased with pyrolysis temperature increasing in all samples, except at walnut shell-derived biochar. According to CHN analysis, by increasing pyrolysis temperature, the total carbon concentration increased but total nitrogen and hydrogen concentrations decreased. The pH value decreased with time until 72 hours, beyond which a near steady-state condition was attained. Relationships between pH and CaCO3-eq content of biochars were close and linear. The FT-IR spectra showed that aromatic C increased by increment in heating. Also, by increasing pyrolysis temperature, the mean pore diameter decreased but micropores volume increased and led to increase in the specific surface area of biochars. The results of this study suggest that biochars produced at 300 and 400˚C may have potential as fertilizer in calcareous soils because of low pH and EC, with high mass yield.
Farsi abstract :
يكي از رهيافت هاي رايج غلبه بر مشكل دفع ضايعات آلي حاصل از فعاليتهاي كشاورزي تبديل آنها به بيوچار است. اما نقش نوع پس ماند و دماي پيروليز بر ويژگيهاي فيزيكوشيميايي بيوچار هنوز به خوبي درك نشده است. در اين مطالعه نمونه هاي بيوچار از بيوماس هاي اوليه مختلف همانند تفاله چاي، چوب درخت سيب، كاه گندم و پوسته گردو در دماهاي 300و400و500و600 درجه سلسيوس با زمان ماندگاري يك ساعت توليد شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش دماي پيروليز، عملكرد بيوچار كاهش معناداري يافت. بيشينه و كمينه عملكرد در بيوچار حاصل از پوسته گردو در دماي 300 درجه و چوب درخت سيب در دماي 600 به ترتيب برابر 2/69 و 9/19 درصد حاصل شد. پ هاش بيوچارهاي توليد شده داراي دامنه 5.3 تا 9.7 بودند و مقدار پ هاش و محتواي خاكستر در تمام نمونه ها با افزايش دماي پيروليز به استسناي پوست گردو افزايش يافت. غلظت كل عناصر فسفر، كلسيم، پتاسيم، سديم، آهن، روي، مس و منگنز و غلظت قابل جذب پتاسيم، كلسيم، منيزيم و فسفر با افزايش دماي پيروليز به استسناي بيوچار حاصل از پوسته گردو افزايش يافت. بر طبق نتايج آناليز CHN، با افزايش دما غلظت كل كربن افزايش و نيتروژن و هيدروژن كاهش يافتند. همچنين پ هاش تا 72 ساعت كاهش و سپس تقريبا به شرايط پايدار رسيد. رابطه بين پ هاش و مقدار كربنات كلسيم نزديك و خطي بود. طيف سنجي FT-IR نمونه ها نشان داد كه كربن آروماتيك با افزايش دما افزايش يافت. همچنين با افزايش دماي پيروليز متوسط قطر منافذ كاهش اما حجم ميكروپورها افزايش يافت كه منجر به افزايش سطح ويژه نمونه هاي بيوچار شد. نتايج اين مطالعه نشان مي دهد كه بيوچارهاي توليدي در دماي 300 و 400 درجه سلسيوس به دليل pH و EC پايين و عملكرد بالا ممكن است از پتانسيل كودي در خاك هاي آهكي برخوردار باشند.
Keywords :
Organic waste , FT-IR spectra , CHN analysis
Journal title :
Journal of Agricultural Science and Technology (JAST)
Serial Year :
2020
Record number :
2524384
Link To Document :
بازگشت