1. Primerjava lastnosti produktov pridobljenih s hidrotermalno karbonizacijo in torefikacijo : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMatej Zazijal, 2023, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu smo želeli primerjati postopka hidrotermalne karbonizacije in torefikacije ter lastnosti končnih produktov. Surovini, ki smo ju toplotno obdelali, sta bili papirni in biološki mulj iz papirne industrije. Preverili smo tudi, kakšen je efekt predhodne obdelave mulja z alkoholnim kisom. Hidrotermalno karbonizacijo smo izvedli pri 250 °C z različnima reakcijskima časoma, in sicer 2 h in 4 h. Torefikacijo smo izvedli v atmosferi z dušikom in atmosferi z ogljikovim dioksidom, pri čemer smo vzorce enkrat segreli do 250 °C, drugič pa do 350 °C.
Analiza plinov, ki so se sproščali med torefikacijo, je pokazala, da je ogljikov dioksid tisti plin, ki nastaja v največji meri. Iz elementne analize je razvidno, da se delež ogljika v toplotno obdelanih vzorcih poveča, razmerje H/C in O/C pa se zmanjša. Razmerje goriva je dosti večje pri vzorcih, obdelanih s torefikacijo. Toplotna obdelava zviša kurilno vrednost. Nakisani vzorci so imeli po večini višjo kurilno vrednost. Z višjo temperaturo in daljšim časom obdelave praviloma dobimo oglje, ki ima višjo kurilno vrednost in energijsko gostoto. Največje masne in energijske izkoristke smo dobili pri torefikaciji na 250 °C, na izkoristek pa sta najbolj vplivala temperatura torefikacije in vrsta obdelovanega materiala. Glede na FTIR-spektre sklepamo, da so se celuloza, hemiceluloza in lignin med toplotno obdelavo v večini razgradili. Izmerili smo tudi vrednost pH in prevodnost ter določili vsebnost nutrientov v procesnih tekočinah, ki smo jih dobili s hidrotermalno karbonizacijo.
Ključne besede: termična obdelava, torefikacija, hidrotermalna karbonizacija, odpadki papirne industrije, analiza plinov, gorivne lastnosti
Objavljeno v DKUM: 15.01.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 19
 Celotno besedilo (3,67 MB) |
2. Uporaba globoko evtektičnega topila pri procesu hidrotermalne karbonizacije : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeNina Travnikar, 2024, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je bila termična obdelava konopljine pogače s hidrotermalno karbonizacijo (HTC). Namesto vode, ki se običajno uporablja kot tekoči reakcijski medij pri HTC procesu, smo za izvedbo eksperimentov uporabili globoko evtektično topilo (DES) - mešanico glikolne kisline in holin klorida (ChCl). Hidrotermalno karbonizacijo smo izvajali pri obratovalni temperaturi 200 °C in razmerju DES:voda 1:3. Preverili smo tudi vpliv spremembe temperature (170 °C), spremembe razmerja DES:voda (1:9) in dodatka katalizatorjev FeCl3 in FeSO4 na karakteristike hidro-oglja in procesne tekočine. Prav tako smo preučili vpliv same sestave DES topila na lastnosti HTC produktov, pri čemer smo uporabili dve različni razmerji glikolne kisline in ChCl (1:1 in 2:1). Produkte smo kemijsko karakterizirali in preverili možnost njihove uporabe za gorivo in v kmetijstvu. Karakterizacijo surovin in hidro-oglja smo izvedli z meritvijo kurilne vrednosti, elementarno analizo in FTIR analizo. Izvedi smo tudi proksimativno analizo s TGA analizatorjem, s katero smo določili vsebnost hlapnih snovi, pepela in fiksnega ogljika. V procesnih tekočinah smo izvedli meritve TOC, amonijev dušik, KPK, vsebnost skupnih fenolov, skupni dušik, KMK, genotoksičnost in strupenost za sladkovodne mikroorganizme. Z ICP-AES analizo smo preverili vsebnost kovin v procesnih tekočinah in hidro-oglju. Za preizkušanje možnosti uporabe hidro-oglja in procesne tekočine kot izboljševalca tal smo izvedli teste spremenljivosti za rastline z vrtno krešo.
Hidrotermalna karbonizacija z uporabo globoko evtektičnega topila je proizvedla hidro-oglje s povišano vsebnostjo ogljika, hlapnih snovi in višjo kurilno vrednostjo. FTIR analiza je pokazala spremembe v hidroksilnih in alifatičnih spojinah. V procesnih tekočinah smo zaznali povišanje vsebnosti TOC, KPK, skupnega in amonijevega dušika ter fenolnih spojin. Procesne tekočine niso genotoksične, vendar so pokazale strupenost do mikroorganizmov. Hidro-oglja so se izkazala kot primerna za uporabo kot izboljševalec tal v kmetijstvu, medtem ko procesna tekočina ni uporabna, zaradi nizkega pH in visoke prevodnosti.
Sestava DES topila, razmerje DES:voda ter sprememba temperature HTC torej pomembno vplivajo na fizikalno-kemijske lastnosti nastalih produktov. Dodatek katalizatorja se izraža tako v kemijski sestavi kot v povišani kurilni vrednosti hidro-oglja.
Ključne besede: hidrotermalna karbonizacija, globoko evtektično topilo, karakterizacija produktov, izboljševalec tal, biogorivo
Objavljeno v DKUM: 22.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 20
Celotno besedilo (2,69 MB) |
3. Obdelava odpadnih procesnih tokov farmacevtskega obrata : magistrsko deloNeža Šantl, 2024, magistrsko delo Opis: Magistrsko delom obravnava obdelavo odpadnih procesnih tokov farmacevtskega obrata z naslednjimi metodami obdelave: mikrofiltracija, centrifugiranje, centrifugiranjem z dodatkom kisline in termično obdelavo (hidrotermalna karbonizacija in torefikacija). Za mikrofiltracijo odpadnega micelija so določeni optimalni pogoji pri tlaku 2 bara in pretoku permeata 1,2 m3/h. Centrifugiranje kot metoda obdelave odpadnega micelija zahteva predolg obratovalni čas. Centrifugiranje z dodatkom kisline daje bolj perspektivne rezultate kot metoda predobdelave. Najvišji izkoristek termične obdelave s torefikacijo je 51,42 %, za hidrotermalno karbonizacijo pa 52,27 %. Oba navedena izkoristka sta dosežena pri eksperimentu z dodatkom klorovodikove kisline. Za hidrooglje z dodatkom prej omenjene kisline dosegamo vrednost HHV 31,06 MJ/kg. Trdni produkti so karakterizirani z metodama TGA in FTIR. Tekoči produkti pa z določitvijo karakterizacijskih parametrov (skupen dušik, skupni fosfati, KPK, N-NH4 , fosfatov in sulfatov) in florescenco. Metode dokazujejo visoko vsebnost huimskim kislinam podobnih komponent in aromtskih beljakovin.
Ključne besede: mikrofiltracija, termični odpadki, farmacevtskih odpadni procesni tokovi, hidrotermalna karbonizacija torefikacija
Objavljeno v DKUM: 15.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 19
Celotno besedilo (3,32 MB) |
4. Modifikacija hidro-oglja pridobljenjega s hidrotermalno karbonizacijo za uporabo v procesu adsorpcije : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjePatricija Završki, 2023, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil izboljšati karakteristike oglja in adsorpcijsko kapaciteto oz. učinkovitost s pomočjo različnih modifikacij oglja. S procesom hidrotermalne karbonizacije (HTC) smo proizvedli hidro-oglje iz oljne pogače semen industrijske konoplje, ki še v tovrstne namene ni bila raziskana. Pridobljeno hidro-oglje smo kemijsko modificirali s štirimi različnimi kemijskimi reagenti (KOH, ocetna kislina, alkoholni kis, vinski kis). Kemijski obdelavi je sledila termična obdelava vzorcev (piroliza). Pridobljena aktivna hidro-oglja smo kemijsko karakterizirali, določili funkcionalne skupine na površini oglja, specifično površino ter zeta potencial. Modificirana oglja smo preizkusili v eksperimentih adsorpcije z barvilom metilen modro in določili adsorpcijsko kapaciteto posameznega oglja ter preučili vpliv modifikacije na samo adsorpcijo. Metilen modro se namreč lahko kopiči v ekosistemu in tako povzroča toksične učinke na živali, ljudi in rastline, zato ga je potrebno odstraniti iz odpadnih vod.
Vsa modificirana oglja, z izjemo enega vzorca, so bila uspešnejša pri odstranjevanju barvila metilen modro kot nemodificirano oglje, prav zaradi izboljšanih karakteristik in lastnosti, ki so jih povzročile kemijske modifikacije. Rezultati so pokazali, da je najvišjo adsorpcijsko kapaciteto dosegel vzorec modificiran s kalijevo bazo, 52,15 mg/g (100% učinkovitost odstranitve barvila). Najnižjo adsorpcijsko kapaciteto, 8,63 mg/g (16,32 %) je imelo oglje, modificirano z ocetno kislino. Drugo najvišjo kapaciteto, 42,55 mg/g (81,91 %) je imel vzorec modificiran z alkoholnim kisom, sledil mu je vzorec obdelan z vinskim kisom z adsorpcijsko kapaciteto 29,42 mg/g in 57,20 % učinkovitostjo. Presenetljivo pa nemodificirano oglje ni imelo najnižje kapacitete, saj je le-ta znašala 15,24 mg/g (29,33%) in je bila višja od kapacitete oglja modificiranega z ocetno kislino.
Ključne besede: kemijska modifikacija, hidro-oglje, hidrotermalna karbonizacija, adsorpcija, metilen modro, odstranjevanje onesnažil
Objavljeno v DKUM: 06.09.2023; Ogledov: 451; Prenosov: 96
Celotno besedilo (4,89 MB) |
5. Termična obdelava odpadkov nastalih pri vzreji živali : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNeža Šantl, 2022, diplomsko delo Opis: Namen diplomske naloge je bila termična obdelava odpadkov iz vzreje živali in karakterizacija nastalih produktov. Kot testne vzorce smo uporabili iztrebke perutnine, steljo, ter njuno mešanico (razmerje 1:1). Termično obdelavo smo izvedli z metodo torefikacije (pri obratovalnih temperaturah 200 in 250 °C) in metodo hidrotermalne karbonizacije (pri 250 °C). S torefikacijo smo pridobili bio-oglje, s hidrotermalno karbonizacijo pa hidro-oglje in procesne tekočine. Produkte smo kemijsko karakterizirali in naredili primerjavo glede na vrsto surovine in metodo obdelave. Karakterizacijo surovin in trdnih produktov smo izvedli z elementno in FTIR analizo, analizo kurilne vrednosti, vsebnosti hlapnih snovi, vlage in pepela. Dodatno smo naredili termogravimetrično (TGA) analizo sežiga vzorcev v zračni atmosferi in pridobljene podatke uporabili za kinetično modeliranje. S pomočjo Flynn—Wall—Ozawa (FWO) kinetičnega modela smo določili kinetične in termodinamske parametre posameznih vzorcev. V procesnih tekočinah smo analizirali parametre TOC, KPK, skupni dušik in skupni fosfor, ter vsebnost skupnih fenolov. Z namenom preizkušanja možnosti uporabe produktov kot izboljševalcev tal za kmetijske namene smo na izbranih vzorcih izvedli teste kaljivosti z vrtno krešo. Ugotovili smo, da se karakteristike produktov posamezne surovine glede na vrsto termične obdelave bistveno razlikujejo. Metoda torefikacije daje pri izbrani temperaturi oglje z višjo vsebnostjo C in višjo teoretično kurilno vrednostjo. Temperatura torefikacije ima vpliv na karakteristike produktov. Trdni produkti so imeli karakteristike podobne premogu. FTIR analiza je pokazala spremembe v hidroksilnih skupinah celuloze, hemiceluloze in lignina ter v aromatskih funkcionalnih skupinah. FWO kinetični model se je izkazal kot primeren za opis kinetičnih parametrov, saj je izkazal visoke vrednosti koeficientov ujemanja. Testi kaljivosti z vrtno krešo so pokazali, da imajo testirani produkti torefikacije in hidrotermalne karbonizacije perspektivo za uporabo v agrarne namene.
Ključne besede: termična obdelava, odpadki živinoreje, torefikacija, hidrotermalna karbonizacija, termogravimetrična analiza, kinetika
Objavljeno v DKUM: 13.09.2022; Ogledov: 752; Prenosov: 415
Celotno besedilo (4,01 MB) |
