Graudkopības atlikumu vidēji ātrā pirolīze

Viena no bioresursu pārstrādes tehnoloģijas grupām ir termoķīmiskā pārveide. Tā ietver gazifikāciju, pirolīzi un sašķidrināšanu, tieši pirolīzes process tiek uzskatīts par vienu no daudzsološākajiem variantiem. Pirolīzes procesā no biomasas iegūst nekondensējamās gāzes, bioeļļu un bioogli. Strauji attīstās virziens, kurā pirolīzes mērķis ir transporta degvielas – bioeļļa ar augstu aromātisko un alifātisko ogļūdeņražu saturu. Pirolīzes procesi vidēji ātrās pirolīzes apstākļos, izmantojot zemas kvalitātes izejvielas, ir maz pētīti. Promocijas darbā pētīta vietējo bioresursu – griķu un kviešu salmu un kviešu kliju termiskā un katalītiskā vidēji ātrā pirolīze, izmantojot TG – FTIR metodi. Termiskajā pirolīzē noskaidrots, ka lielāks temperatūras celšanas ātrums un augstāka temperatūra termiskās pirolīzes procesā neatkarīgi no izejvielas nodrošina augstākas kvalitātes bioeļļu, ar zemāko organisko skābju un augstāko ogļūdeņražu, anhidrocukuru un fenolu saturu tajā. Darbā izpētīta kalciju saturošu neorganisku (CaO, Ca(OH)2, CaCO3, 850 °C termiski apstrādāts dolomīts), mezoporainu ceolītu (ZSM-5, MCM-41), platīna grupas metālu (5% Pt/C, 5% Pd/C) un nanopulveru (NiFe2O4, Ni-Al2O3, NiAl2O4, Ni-MnAl2O4, Ni-MgO, Fe3O4) katalizatoru spēju katalizēt deoksigenēšanas reakcijas, nodrošinot augstvērtīgākas bioeļļas ieguvi. Veikto eksperimentu rezultāti parādīja, ka kalciju saturošie neorganiskie katalizatori daļēji uzlabo bioeļļas sastāvu, samazinot organisko skābju saturu. Ceolīti neveicina anhidrocukuru un fenolu veidošanos pirolīzes eļļā, toties ir piemēroti bioeļļas ar augstu ogļūdeņražu saturu iegūšanai. Platīna grupas katalizatori ir aktīvāki zemākās temperatūrās un intensīvāk spēj samazināt karboksil- un karbonilgrupu saturošo savienojumu rašanos, tādējādi stabilizējot bioeļļu. Visi pētījumā izmantotie niķeli saturošie katalizatori spēj samazināt cieto atlikumu biomasai pirolīzes procesā, šos katalizatorus var izmantot kā pārogļošanās produkta daudzuma samazinātājus. Nanopulveri ir piemēroti bioeļļas ar augstu ogļūdeņražu saturu iegūšanai. Apkopojot pētījuma rezultātus, noskaidrots, ka augstāko ogļūdeņražu saturu bioeļļā var sasniegt, veicot kviešu salmu pirolīzi 700 °C temperatūrā katalizatoru ZSM-5 un 5% Pd/C klātbūtnē.