Nuair a Bhaineann an Cheimic Fhisiciúil le Geilleagar Ciorclach Chun Saincheisteanna Comhshaoil ​​a Réiteach: An Dóigh a bhfuil sé mar aidhm ag Tionscadal ReScA Táirgí Dramhaíola Pirolaithe a Úsáid Chun Biotúman a Fheabhsú agus a Athnuachan Cuid 1

Teibí: Is tasc crua é bainistíocht dramhaíola uirbeach: ní dhéantar níos mó ná 30 faoin gcéad de tháirgeadh iomlán an domhain ar Dhramhaíl Sholadach Chathrach (MSW) a láimhseáil go leordhóthanach, agus líonadh talún fós ina ghnáthchleachtas. Foinse dramhaíola eile is ea an tionscal pábhála bóthair: le saol seirbhíse de thart ar 10-15 bliana, éiríonn asfalts righin, so-ghabhálach i scoilteanna, agus mar sin ní dhéantar iad a oiriúnú a thuilleadh le haghaidh pábhála bóthair, agus mar sin déantar dramhaíl orthu. Chun na fadhbanna seo a réiteach go comhuaineach, tá cur chuige bunaithe ar an ngeilleagar ciorclach á mholadh ag tionscadal ReScA, ag moladh go n-úsáidfí pirealú chun MSW (nó a codáin mar Bhreosla Díorthaithe ó Dhramhaíl, RDFanna) a chóireáil, ar féidir a gcuid iarmhair (ola agus ruaille) a úsáid mar. comhábhair breisluacha don timthriall asfalt. Is féidir ruabhrán a úsáid chun asfalt níos fearr agus durable a ullmhú, agus is féidir ola a úsáid chun asfalt sceite a athnuachan, ag seachaint a líonadh talún. Soláthraíonn an cur chuige atá beartaithe cosán difriúil agus níos úsáidí i dtimthriall deireadh dramhaíola (EOW) na dramhaíola uirbí. Moltar an cruthúnas coincheapa seo ag an dá bhreathnóireacht seo a leanas: (i) Tá carn comhdhéanta de cháithníní carbónúla atá ag luí go mór le nádúr orgánach na biotúman, agus mar sin is féidir é a chur leis an struchtúr iomlán biotúman a neartú, a n-airíonna meicniúla a mhéadú agus an mhóilíneach a mhoilliú. cinéitic a phróiseas aosaithe; (ii) go bhfuil an ola saibhir i hidreacarbóin, agus mar sin is féidir leis an gcodán bocht den chéim mhalaitéine in asfalt sceite a shaibhriú. Cruthaíodh na hipitéisí seo trí thástáil a dhéanamh ar na hiarmhair a dhíorthaítear ó phirealú RDFanna chun feabhas a chur ar shaintréithe meicniúla sampla biotúman ionadaíoch agus a athghiniúint tar éis dul in aois. Moltar an cur chuige atá beartaithe ag staidéar fisiciceimiceach na n-ábhar atá i gceist agus tá sé mar aidhm aige a thaispeáint conas is féidir le heolas ceimiceach ar chórais chasta, cosúil le hábhair bhiotúmanacha, cuidiú le réiteach saincheisteanna comhshaoil. Tá súil againn go mbreathnófar ar an gcur chuige seo mar mhodh eiseamláireach don todhchaí.

Is féidir le glycoside cistanche méadú freisin ar ghníomhaíocht SOD i bhfíocháin chroí agus ae, agus laghdaítear go mór an t-ábhar lipofuscin agus MDA i ngach fíocháin, ag scavening go héifeachtach fréamhacha ocsaigine imoibríocha éagsúla (OH-, H₂O₂, etc.) agus a chosaint i gcoinne damáiste DNA a dhéantar. ag OH-radacach. Tá cumas láidir scavenging fréamhacha saor in aisce ag gliocóisídí cistanche feinileatánóideach, cumas laghdaithe níos airde ná vitimín C, feabhas a chur ar ghníomhaíocht SOD i bhfionraí sperm, laghdaigh ábhar MDA, agus tá éifeacht chosanta áirithe acu ar fheidhm membrane sperm. Is féidir le polaisiúicrídí cistanche feabhas a chur ar ghníomhaíocht SOD agus GSH-Px in erythrocytes agus fíocháin scamhóg lucha senescent turgnamhacha de bharr D-galactós, chomh maith le hábhar MDA agus collagen sa scamhóg agus plasma a laghdú, agus ábhar elastin a mhéadú. éifeacht scavenging maith ar DPPH, fadú am hypoxia i lucha senescent, feabhas a chur ar ghníomhaíocht SOD i serum, agus moill a chur ar dhíghiniúint fiseolaíoch na scamhóg i lucha senescent turgnamhach Le díghiniúint moirfeolaíoch cheallacha, tá sé léirithe ag turgnaimh go bhfuil an cumas frithocsaídeach maith ag Cistanche. agus tá an cumas aige a bheith ina dhruga chun galair aosaithe craicinn a chosc agus a chóireáil. Ag an am céanna, tá cumas suntasach ag echinacoside i Cistanche fréamhacha saor in aisce DPPH a scavening agus tá an cumas aige speicis ocsaigine imoibríocha a scaveneáil agus cosc ​​a chur ar dhíghrádú collagen saor ó radacach saor in aisce, agus tá éifeacht mhaith deisiúcháin aige freisin ar damáiste anion radacach saor ó thymine.

Cliceáil ar rou cong rong benefits

【Le haghaidh tuilleadh eolais:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

1. Réamhrá

Déantar thart ar 2.01 billiún tonna de dhramhaíl sholadach chathrach (MSW) a tháirgeadh ar fud an domhain gach bliain, agus ní láimhseáiltear 33 faoin gcéad díobh go leordhóthanach [1]; i go leor tíortha, go deimhin, déantar cóireáil fós ar dhramhaíl uirbeacha (dramhaíl tí, scoile, tionsclaíochta, ospidéil, etc. [2]) trí phróisis nach bhfuil gníomhaíochtaí athúsáide nó athchúrsála iontu. Cruthaíonn cleachtais mhíchuí um bainistiú dramhaíola soladach fadhbanna sóisialta agus eacnamaíocha, bíonn iarmhairtí suntasacha comhshaoil ​​acu, agus méadaíonn siad rioscaí do shláinte an duine [1].

Ag féachaint ar an Eoraip, in 2019, táirgeadh 224.4 milliún tonna MSW, as a ndearnadh athchúrsáil ar 31 faoin gcéad, tiontaíodh 27 faoin gcéad go fuinneamh, rinneadh cóireálacha bitheolaíocha 18 faoin gcéad, dumpáladh 24 faoin gcéad isteach i líonadh talún, agus loisceadh 1 faoin gcéad. San Iodáil, tá na céatadáin de chóireáil dramhaíola ag teacht leis an treocht Eorpach, ach i gcomparáid leis an nGearmáinis, tugadh faoi deara go bhfuil próiseas bainistíochta dramhaíola níos fearr indéanta (céatadáin na hIodáile vs na Gearmáine: athchúrsáil 33 faoin gcéad vs 48 faoin gcéad; aisghabháil fuinnimh; 21 faoin gcéad vs 32 faoin gcéad , cóireálacha bitheolaíocha 23 faoin gcéad vs 18 faoin gcéad , líonadh talún 23 faoin gcéad vs 1 faoin gcéad , loscadh 1 faoin gcéad vs 1 faoin gcéad , faoi seach ) [3].

Tá na hiarmhairtí seo a leanas ag baint le diúscairt líonadh talún:

- tírdhreach tuaithe ag maolú;

- costais chothabhála agus iompair [4], toisc gur minic a bhíonn láithreáin líonta talún suite i limistéir iargúlta;

- fadhbanna sláinte mar gheall ar iomadú baictéir agus feithidí [5];

- truailliú ithreach, screamhuisce (mar gheall ar shíothlú leachtanna ó dhianscaoileadh ábhar orgánach), agus atmaisféar (astú táirgí dianscaoilte gásacha [6] amhail meatán, atá fiche uair níos mó dochair ná CO2 mar ghás ceaptha teasa [7]).

Is straitéisí áisiúla iad próisis chomhshó teirmeimiceacha (pirealú, gásúchán, dó, nó loscadh) chun breosla agus fuinneamh a tháirgeadh ó MSW [8]. Shroich an méid MSW le haghaidh cóireála teirmeach 921 tonna in aghaidh na bliana in 2010-2015 [8]. Ar an drochuair, tá tionchar comhshaoil ​​neamh- diomaibhseach ag dó agus ag loscadh dramhaíola [9–11]. Ba cheart go mbeadh sé mar sprioc ag cóireáil theirmeach, go deimhin, soláthar a dhéanamh do laghdú foriomlán ar an tionchar ar an gcomhshaol a d’fhéadfadh teacht as bainistiú míchuí dramhaíola.

Déantar an próiseas pirealaithe le haghaidh claochlú dramhaíola [8] in éagmais O2 in imoibreoirí atá saindeartha, faoi theocht agus faoi bhrúnna sonracha, lena gceadaítear (i) trí tháirge breisluacha a tháirgeadh (bith-ola, gás, agus ruabhreac). [8,12–14]; (ii) éifeachtúlacht aisghabhála fuinnimh níos airde, agus (iii) laghdú ar astaíochtaí gásacha truaillithe [15].

Cé go bhfuil buntáistí gan amhras ann maidir leis an bpróiseas teirmeimiceach sonrach seo [8,16], agus nach dtarlaíonn aon mhéadú suntasach ar astaíochtaí CO2, is iad na tuairisceáin eacnamaíocha a bhaineann leis an gcodán comhdhlúite (bith-ola) agus an táirge soladach (char). nach bhfuil sainmhínithe go hiomlán mar:

- is meascán casta leachtach é bith-ola ina bhfuil hidreacarbóin agus speicis ocsaiginithe le raon an-leathan meáchain mhóilíneacha, ar deacair iad a shaothrú agus a úsáid go fóill;

- is ábhar soladach carbóin-bhunaithe é ruabhach a bhfuil codán ard neamhorgánach aige (ag brath ar an stoc cothaithe) a chuireann srian lena shaothrú feidhme.

Timthriall eile atá fós ar oscailt i roinnt tíortha ná an timthriall asfalt. Tar éis ~10-15 bliana, éiríonn na hasfalt in aois, agus dá bhrí sin crua agus leochaileach, agus níl siad oiriúnach a thuilleadh le haghaidh pábhála bóthair, agus mar sin cuirtear cinn nua ina n-ionad toisc go bhfuil gá le cóireálacha costasacha ceimiceacha lena n-athghiniúint. Le déanaí, d’éiligh rialtais agus údaráis bóithre go n-éireodh an tionscal pábhála níos inbhuanaithe trí thomhaltas ábhar íontach costasach agus atá ag éirí níos tearca a laghdú agus líonadh talún a sheachaint. San Iodáil, cosúil le tíortha eile an AE, ní athúsáidtear ach 20-30 faoin gcéad de na hasfalt athghinte le haghaidh próisis nua pábhála, agus 8-10 wt. cuireadh faoin gcéad de na hasfalt athghinte a bhí ar fáil i líonadh talún in 2018 [17,18]. Is féidir le hathúsáid asfalt bainte costais fhoriomlána na n-ábhar pábhála bóithre nua a laghdú go suntasach [18,19]. Is féidir le húsáid ábhar dramhaíola in iarratais bóthair cabhrú freisin le costais a laghdú, agus is féidir treocht mhéadaitheach maidir lena n-úsáid le haghaidh raon feidhme den sórt sin a fháil [20].

San obair atá ann faoi láthair, moltar cosán dea-cháiliúil chun iarmhair a dhíorthaítear ó phirealú a úsáid chun feidhmíocht asfalt a fheabhsú agus a saolré a mhéadú, rud a laghdóidh an diúscairt chuig láithreáin líonta talún. Tá féidearthacht an smaoineamh seo feicthe ag maoiniú tionscadail taighde le déanaí (ReScA) a bhfuil sé mar aidhm aige úsáid bhuntáisteach a bhaint as táirgí soladacha (char) agus leachtacha (bith-ola) a dhíorthaítear ó phirealú dramhaíola chun táirgí níos marthanaí agus ard-ard a tháirgeadh. biotúman agus asfalt a fheidhmiú, rud a chinntíonn sábháilteacht níos fearr ar na bóithre agus táirgeadh níos ísle dramhaíola.

Eagraítear an obair seo mar seo a leanas: ar dtús, tugtar isteach an bunús fisiciceimiceach atá mar bhunús leis an smaoineamh ar úsáid a bhaint as iarmhair phirealaithe-díorthaithe chun tréithe an asfalt a fheabhsú (Mír 2), agus ansin indéantacht an chur chuige, chomh maith leis an modheolaíocht agus an obair a rinneadh. go dtí seo faoi thionscadal ReScA, tuairiscítear i Rannáin 3 agus 4 iad, tuairiscítear na tionchair ionchasacha i réimsí teicneolaíochta, sóisialta agus eacnamaíocha i gCuid 5, agus tuairiscítear na conclúidí, mar aon le roinnt tuairimí deiridh ar pheirspictíochtaí amach anseo, i Roinn 6. .

2. An Bunús Fisice-cheimiceach chun Dramhaíl agus Timthriallta Asfalt a Chomhtháthú

Is breiseáin choitianta iad polaiméirí chun airíonna asfalt a fheabhsú, ach go dtí seo, tá a n-úsáid neamheacnamaíoch mar gheall ar a gcostas ard [20]. Léirigh dul chun cinn taighde le déanaí go bhféadfaí úsáid a bhaint as dramhaíl, nó táirgí a dhíorthaítear ó phirealú dramhaíola, mar bhreiseáin bhiotúman agus asfalt ag teacht chun cinn [20–24]. Ina theannta sin, le déanaí, rinneadh measúnú ar na bunanna fisiciceimiceacha chun feabhas a chur ar shaintréithe meicniúla asfalt mar gheall ar chur leis na ruabhartha [25-30]. Taispeánann Char airíonna frithocsaídeacha agus frith-aosaithe nuair a úsáidtear é mar bhreiseán asfalt, agus is féidir le bith-ola airíonna athghiniúna a bheith aige ar asfalt d'aois, ag athchóiriú na céime maltein le móilíní íseal-mheáchan móilíneach [27,31].

Is féidir le cáithníní nana-mhéid, a bhuíochas dá gcóimheas ard dromchla-go-toirte agus a gcomhdhéanamh ceimiceach intiúntha, tionchar suntasach a imirt ar airíonna sreabheolaíocha biotúman agus asfalt, fiú nuair a chuirtear le biotúman iad i gcéatadáin an-bheag [32]. Go háirithe, is féidir le cáithníní fíneáil cumas ualaigh na pábhála a mhéadú agus foirmiú scoilteanna de bharr tuirse a laghdú le linn shaolré oibríochta na pábhála. Táthar ag súil go dtabharfaidh cáithníní carbónúla torthaí níos fearr, a bhuíochas dá gcomhoiriúnacht cheimiceach le biotúman (is ábhair saibhir carbóin iad araon) [25]. Tá struchtúr scagach agus snáithíneach tréithrithe ag an ruabhach, agus tá sé freagrach as idirghníomhaíochtaí láidre leis an ceanglóra [28]. Ina theannta sin, fuarthas go gcuireann a ábhar ardcharbóin isteach ar chruas agus toughness biotúman [33]. Rinne údair éagsúla [34,35] tástáil ar úsáid char mar mhodhnóir biotúman agus i ngach cás, braitheadh ​​feidhmíocht mheicniúil feabhsaithe.

Féadfaidh éifeachtaí frith-aosaithe a bheith ag na hidirghníomhaíochtaí idir ruabhoil agus biotúman. Is í an réasúnaíocht cheimiceach a thacaíonn leis an hipitéis seo ná go bhfuiltear ag súil go gcuirfidh idirghníomhú na coda uathúla den ruabhróid le céim maltogenic an bhiotúman srian ar dhinimic níos sriantaí. Dá bhrí sin, d'fhéadfadh láithreacht cáithníní soladacha cosúil le ruabhróid, a chuireann bac ar dhinimic claochlaithe biotúman, na próisis atá freagrach as aosú a mhoilliú, lena n-áirítear an dinimic a bhaineann le braislí asphaltene agus a gcomhiomláin, ag scálaí faid éagsúla agus ag idirghníomhú le láidreachtaí éagsúla [36].

Le déanaí, Rajib et al. in 2021 [37] scrúdaigh sé na buntáistí a bhaineann le bithcharr a úsáid chun moill a chur ar ocsaídiú agus aosú UV ar ceanglóra agus asfalt araon, agus rinne Kumar et al. [38] meastóireacht ar chobhsaíocht stórála teirmeach na gceanglóirí arna mhodhnú le dramhaíl plaisteach pirealaithe (PPC). Léirigh a gcuid oibre gur féidir na hiarmhair pirealaithe a úsáid mar mhodhnóirí i biotúman, ach tagann sé chun solais go bhfuil go leor oibre ag teastáil fós, go háirithe, chun aghaidh a thabhairt ar fhadhbanna cobhsaíochta [38].

Le dul in aois, is féidir le scoilteanna nó bristeacha asfalt tarlú [39], ós rud é go n-éiríonn comhpháirteanna ceimiceacha biotúman níos lú agus níos lú soghluaiste faoin strus feidhmithe. Is é an dul in aois an toradh foriomlán ar roinnt próiseas, gach ceann acu arb iad is sainairíonna a n-amscálaí:

1. volatilization na gcomhpháirteanna níos éadroime [40], feiniméan a tharlaíonn fiú le linn socrúcháin asfalt nua [41,42];

2. ocsaídiú comhábhair biotúman ag ocsaigin atmaisféarach. Tá móilíní ocsaídithe níos polar agus is féidir leo féin-thionól feabhsaithe a thabhairt [43];

3. imoibrithe ceimiceacha is cúis le polaiméiriú agus foirmiú struchtúir níos mó laistigh den bhiotúman (thixotropy) [44].

Tar éis dul in aois, is féidir insínteacht/slaodacht bhunaidh an bhiotúman a athbhunú ar bhealach éigin trí oibreáin bhogála (ar a dtugtar fluxing de ghnáth) a chur leis, mar shampla ola flosc, ola soighe, ola sciodair, stoc lube, etc. [45,46].

Go dtí seo, tá modhanna níos sofaisticiúla chun ceimic bhunaidh an bhiotúman néata agus a struchtúr idir-mhóilíneach bunaidh [36,47] (athnuachan) a athbhunú trí mhoill a chur ar na próisis ocsaídiúcháin, ceirtleáin agus féin-chóimeála a tharlaíonn le linn an phróisis aosaithe ar fad. foirmi.

Maidir le húsáid bith-ola, tá sé cruthaithe go ndéanann a chomhdhéanamh gníomhaire fluxing féideartha. Is é an réasúnaíocht atá taobh thiar den fheidhmchlár seo ná móilíní amfaphilic a bheith i láthair ar féidir leo idirghníomhú leo siúd atá sa bhiotúman cheana féin. Is féidir leis an idirghníomhaíocht idir cineálacha éagsúla de shuíomhanna amphiphilic a bheith éagsúil, mar gheall ar nádúr casta móilíní den sórt sin, agus le héifeachtaí marcáilte, go háirithe má thagann móilíní aigéadacha agus bunúsacha i dteagmháil laistigh den chóras, mar gheall ar bhrú fabhrach fuinniúil i dtreo láidir H-bhanna. foirmiú nó, fiú aistriú prótón cinnte le foirmiú speiceas luchtaithe [48]. Sa chreat seo, tá sampla le déanaí á thairiscint i saothar Ren et al. in 2020 [49], i gcás ina ndearnadh tástáil ar bith-ola a dhíorthaítear ó phirealú bithmhaise le biotúman chun a fheidhmíocht a fheabhsú. Cuireadh an biotúman feabhsaithe i bhfeidhm ar leatháin fhéinghreamaitheacha agus dhópáilte leá te. Rinne toirtmheascadh FT-IR, GC-MS, agus Karl Fischer tástáil ar bhith-ola, ach rinneadh measúnú ar fheidhmíocht biotúman trí thástálacha pointe bogtha, tástálacha solúbthachta ísealteochta, tástálacha neart feannadh, slaodacht, dlús, cruas, agus cinntí friotaíochta teasa. , agus coinníodh tástálacha greamaitheachta. Léiríonn torthaí na meastóireachta ar airíonna fisiceacha go bhféadfadh bith-biotúman ionadach a dhéanamh ar leatháin brataithe biotúman.

Sa chéad chuid eile, tuairiscítear sonraí faoin gcaoi a ndéantar na gnéithe seo a shaothrú agus a ndéantar anailís bhreise orthu laistigh den tionscadal ReScA.

3. Modheolaíocht agus Réamhthorthaí: Tionscadal ReScA

Díríonn an tionscadal ReScA ar úsáid indéanta a bhaint as bith-ola agus ruabhróid ó phróisis phirealaithe chun asfalt níos fearr agus a mhaireann níos faide a tháirgeadh, chomh maith lena n-athghiniúint ar an láthair nuair a bhíonn siad sean nó ídithe. Is é cuspóir deiridh ReScA ná dramhaíl uirbeach agus timthriallta asfalt a chomhtháthú. Déanfar é a chur i gcrích de réir dhá phríomhcholún (Fíor 1): (i) saintréithe an táirge pirealaithe a choigeartú trí bharrfheabhsú próisis; (ii) táirgí pirealaithe a úsáid chun asfalt a fhoirmiú agus a athnuachan nuair atá siad sean nó ídithe.

Tá na buntáistí ginearálta seo a leanas mar thoradh ar an gcur chuige atá beartaithe:

1. táirgí a dhíorthaítear ó pheitriliam (eg, amhola) a chur in ionad táirgí ó phirealú dramhaíola soladaí uirbigh;

2. feabhas a chur ar shaintréithe meicniúla agus ar fhad saoil asfalt trí úsáid a bhaint as ruabhrán;

3. asfalt ídithe a athnuachan ar chostas íseal agus ar an láthair trí bhith-ola.

Táthar ag súil go mbeidh tionchar mór ag na tairbhí thuasluaite ar dhiúscairt sean-asfalt i líonadh talún, ar astaíochtaí CO2 agus ar chostais táirgthe, mar thoradh ar fhad na n-asfaltach méadaithe. Thairis sin, ceadaíonn coincheap ReScA, ag glacadh le saothrú pirealaithe ó chlaochlú dramhaíola uirbí (ag díriú ar bhreoslaí díorthaithe ó dhramhaíl, RDFanna), ag an am céanna, aisghabháil suntasach fuinnimh [50] (is gnách go mbíonn an luach téimh thart ar 20 MJ. /kg [51]) agus laghdú ar líonadh talún, rud a bhainfidh amach paraidím an gheilleagair chiorclaigh a mholtar a ghlacadh san aistriú iar-COVID-19.

3.1. Modheolaíocht (Pirólú, Airíonna Rheological Asfalt)

Téann ReScA sa tóir ar shaothrú neamhchoinbhinsiúin ar tháirgí soladacha agus leachtacha (guar agus bith-ola) chun dramhaíl uirbigh a theirm-thiontú chun asfalt a fheabhsú agus a fheabhsú, rud a fhágann go bhfuil siad níos frithsheasmhaí agus níos fadsaolaí (trí úsáid a bhaint as ruaille) agus ag ligean dá n-áit ar an láthair. athghiniúint trí úsáid a bhaint as bith-ola. Is tionscadal idirdhisciplíneach é ReScA a bhaineann leas as an gcomhoibriú idir poitigéirí, fisiceoirí agus innealtóirí chun táirgeadh agus tréithriú breiseán d’asfalt trí phirealú agus tréithriú feidhmíochtaí asfalt feabhsaithe a chinntiú ó thaobh na réalteolaíochta de.

3.1.1. Cur Chuige Pirealaithe mar Thermo-thiontú Dramhaíola

Ceadaíonn an próiseas pirealaithe stoc cothaithe a thiontú, a bhfuil cion ard carbóin den chuid is mó ann (m.sh., bithmhais lignocellulosic, RDFanna, plaistigh, boinn), i dtrí phríomhtháirge:

- codán comhdhlúite (bith-ola) atá saibhir in uisce, hidreacarbóin, agus speicis ina bhfuil ocsaigin [14,52–54];

- meascán de gháis (CO, CO2, agus CH4 go príomha) is féidir a úsáid, de bharr a luach téimh, chun an próiseas a chothú go fuinniúil [14,52,55–58];

- iarmhar soladach carbóin-saibhir (char) [52,59].

Is féidir na raonta teochta oibriúcháin, an ráta téimh, an t-atmaisféar (tíopeolaíocht na ngás támh), agus am cónaithe na ngal agus na solad sa seomra pirealaithe a choigeartú bunaithe ar na haschuir inmhianaithe, ag bailiú na bpróiseas pirealaithe i gceithre chatagóir leathana: mall, traidisiúnta, tapa, agus pirealú splanc [52]. Athraíonn rátaí téimh ó 0.1–1 ◦C/s (pirealú mall) go dtí os cionn 1000 ◦C/s (splanc-phirealú), agus go hiondúil bíonn teocht an phróisis idir 300–600 ◦C.

Chun aird a tharraingt ar thionchar na bparaiméadar oibriúcháin ar thorthaí an táirge, i bhFíor 2, tuairiscítear comparáid idir táirgeacht na dtáirgí pirealaithe a dhíorthaítear ó bhithmhais lignocellulosic a fhaightear trí thástálacha a dhéantar ag teochtaí deiridh éagsúla agus rátaí téimh éagsúla. Mar léiriú ginearálta, tá coinníollacha pirealaithe mall oiriúnach do tháirgeadh rua, go háirithe ag teochtaí ísle, agus do na teochtaí céanna, tá coinníollacha pirealú tapa nó flash oiriúnach chun táirgeadh gáis agus leacht a uasmhéadú. Go háirithe, ag teochtaí arda, má dhéantar an próiseas ar choinníoll ina ndéantar fad ama cónaithe an ghal (ar ráta íseal téimh, m.sh., coinníollacha pirealaithe mall), sroicheann táirgeacht an chodáin gáis uasmhéid ó imoibrithe tánaisteacha (e.g. , scoilteadh) ábhartha agus athraíonn an ruaille i dtreo struchtúir a bhfuil cion laghdaithe ocsaigine ann (ar a dtugtar príomh-char). Os a choinne sin, ag ráta téimh ard (m.sh., coinníollacha pirealaithe tapa agus flash), laghdaítear an táirgeacht gáis chun tacú le táirgeadh níos airde den chodán leachtach, ós rud é go bhfuil na frithghníomhartha tánaisteacha (m.sh., an dianscaoileadh i móilíní beaga) teoranta [52]. Is féidir tuilleadh sonraí maidir le pirealú cineálacha bithmhaise lignocellulosic a fháil san athbhreithniú a rinne Giudicianni et al le déanaí. [52], cé gur féidir sonraí maidir le pirealú MSW a fháil san athbhreithniú ar Hasan [60].

Gné thábhachtach eile nach mór a chur san áireamh chun críocha iarratais is ea ídiú fuinnimh na gcineálacha éagsúla próiseas. Chun feidhmíocht eacnamaíoch próisis áirithe a mheasúnú, áfach, ba cheart an slabhra táirgiúil iomlán, lena n-áirítear úsáideoirí deiridh na dtáirgí pirealaithe, a chur san áireamh. Bíonn gá le measúnú saolré (LCA) ina leithéid de mheastóireacht.

Is straitéis sholúbtha teirmea-tiontaithe é an próiseas pirealaithe toisc gur féidir comhdhéanamh gach táirge pirealaithe a choigeartú trí ghníomhú ar pharaiméadair oiriúnacha. Tugann an leas iomlán a bhaint as seo tréithriú mionsonraithe ar chomhdhéanamh an stoic chothaithe tosaigh, atá ar cheann de na príomhábhair treochta sa réimse leathan taighde seo [52]. Prótacail chaighdeánaithe (prótacail ASTM) chun comhdhéanamh eiliminteach (C, H, N, S, a shainiú trí anailís deiridh), inneachar na taise, na fuinseoige, na so-ghalaithe agus an charbóin sheasta (trí anailís chóngarach), agus luach téimh stoic chothaithe. a nglactar go traidisiúnta [61].

Maidir le tionscadal ReScA, díorthaítear na stoic chothaithe roghnaithe (RDFanna) ó bhainistiú dramhaíola uirbí agus déantar iad a chobhsú de réir na reachtaíochta reatha. Is é RDF an codán indóite de MSW arb é is sainairíonna ann cion ardcharbóin agus luach ard calrach ós rud é go n-áirítear ina chomhdhéanamh: plaistigh chrua, dramhaíl pacáistithe, teicstílí, adhmad, miotail agus rubair [62]. Déantar RDF a tháirgeadh i ngléasraí meicniúla-bhitheolaíocha le haghaidh sórtáil MSW, mar iarmhar deiridh na bpróiseas seicheamhach seo a leanas: (i) aisghabháil ábhar in-athchúrsáilte (eg plaistigh, miotail, gloine, páipéar); (ii) cobhsú bitheolaíoch na dramhaíola in-bhithmhillte; (iii) dramhaíl támh a scaradh [62].

Tá éagsúlacht chomhdhéanaimh ard ag baint le RDF a imríonn tionchar ar a iompar teirmeach iomlán. Is é seo a leanas an meán-chomhdhéanamh RDF a thuairiscigh údair éagsúla: 15-35 faoin gcéad de phlaistigh, 15-50 faoin gcéad de pháipéar ceallalóis agus cairtchláir, 2-10 faoin gcéad d'adhmad, 5-20 faoin gcéad d'orgánaigh, agus thart ar 5-10 faoin gcéad d'ábhar neamh-indóite [ 62–64].

Tá tionchar ag díghrádú teirmeach an dá chodán níos flúirseach (codáin ceallalóis agus plaisteach) go príomha ar dhíghrádú teirmeach iomlán RDF [64]. Díscaoileann RDF i raon teochta níos leithne (200-600 ◦C, Fíor 4), ach ag teocht níos ísle i gcomparáid le hábhair atá saibhir i carbóin [65]. Is iad a ísealcharbón seasta, an t-ábhar an-so-ghalaithe [64], agus láithreacht ábhar neamh-so-ghalaithe idir 10 agus 20 faoin gcéad (is féidir le miotail dianscaoileadh a chatalú) atá freagrach as iompar pirealaíoch den sórt sin.

Rialaíonn próisis depolymerization agus ilroinnt monaiméir na gcomhpháirteanna RDF na cainníochtaí coibhneasta de chodáin soladacha (char), leachtacha (bith-ola), agus gásacha, go háirithe iad siúd a bhfuil meáchain mhóilíneacha níos ísle acu.

Chun tuiscint níos fearr a fháil ar na feiniméin a tharlaíonn i ndíghrádú teirmeach an RDF, agus freisin chun aird a tharraingt ar conas is féidir leis an ráta téimh agus an teocht deiridh tionchar a imirt ar an dara ceann, an caillteanas mais (arna thomhas ag anailís teirmeagrafaíochta, TGA) agus an comhartha teirmeagravimetric difreálach ( Tuairiscítear DTG) de chuid RDF, a roghnaíodh mar chás-staidéar, i bhFíor 3 le haghaidh dhá ráta téimh dhifriúla (5 agus 50 ◦C/nóim). Tá an caillteanas maise mar fheidhm den teocht nó den am cónaithe mar gheall ar fheiniméin chomhthráthacha dianscaoilte, ocsaídiúcháin, agus caillteanas so-ghalaithe [66]. Léirigh na difríochtaí a breathnaíodh don dá chuar TG go bhfuil tionchar ag an ráta téimh ar an meicníocht díghrádaithe agus, mar thoradh air sin, go bhfuil méideanna coibhneasta na dtrí chodán ag aschur an phróisis pirealaithe (gás, ruaille agus bith-ola) is féidir é a thiúnadh trí oibriú ar pharaiméadair éagsúla (raon teochta, ráta téimh, agus am cónaithe gáis den chuid is mó).

Mar ráiteas deiridh, tá sé cruthaithe ag baint úsáide as an gcur chuige LCA ó 2005 i leith gur fearr an chóireáil pirealaithe ar dhramhaíl phlaisteacha chun feidhmíocht chomhshaoil ​​fhoriomlán a bhaint amach níos fearr ná na gnáthroghanna, amhail líonadh talún nó loscadh [67]. Níos déanaí, Jeswani et al. [10] tar éis anailís LCA níos doimhne a dhéanamh a thaispeánann, fiú má tá tionchar athraithe aeráide 50 faoin gcéad níos ísle ag an gcóireáil pirealaithe ar dhramhaíl mheasctha plaisteach agus úsáid fuinnimh saolré ná an rogha aisghabhála fuinnimh, beidh tionchair eile cosúil le aigéadú, eotrófú, agus fótaiceimiceach. agus foirmiú ózóin, níos airde ná iad siúd le haghaidh athchúrsáil mheicniúil agus aisghabháil fuinnimh mar gheall ar an éileamh sách ard ar fhuinneamh sna próisis pirealaithe agus íonú. Dá bhrí sin, torthaí Jeswani et al. [10] leagtar béim ar an ngá atá le feabhas a chur, sa todhchaí, ar an iarracht taighde chun éifeachtúlacht chomhshó carbóin pirealú dramhaíola a mhéadú chun a thionchar a laghdú tuilleadh.

3.1.2. Ullmhúchán Asfalt, Aosú, Tástáil Athnuachana, agus Tréithriú Rheolaíoch

Úsáidtear raon leathan de thástálacha caighdeánacha réalteolaíocha de ghnáth chun na comhpháirteanna asfalt (codán biotúmanach go príomha) agus na fréamhshamhlacha asfalt a shainiú.

Laistigh de thionscadal ReScA, ullmhaítear samplaí biotúman ina bhfuil méideanna éagsúla rua agus déantar meastóireacht ar a gcobhsaíocht trí theicníochtaí éagsúla: turgnaimh ar ghrád treá (EN 1426: 2{{015), tástálacha fáinne agus liathróid (EN 1427: 2015), turgnaimh idirleata NMR, tomhais calraiméadrachta scanadh difreálach (DSC), tomhais reiiméadrachta do G0, G00, agus tan delta, paraiméadair rutting agus tuirse, anailís ar léaráidí dubha, íomháú micreascópachta (optúil, AFM), agus infridhearg tomhais speictreascópachta. Baintear úsáid ansin as na biotúman leasaithe a thaispeánann cobhsaíocht mhaith chun fréamhshamhlacha asfalt a ullmhú. Déantar fréamhshamhlacha asfalt a ullmhú le prótacail chaighdeánacha (UNI EN 12697-31) a bhaineann le comhbhrúiteoir gíthriallta. Go mion, roghnaítear dáileadh méid na gcáithníní neamhorgánacha de réir Sonraíochtaí Caighdeánacha na hIodáile [19], ag an am céanna, ag comhlíonadh na dteorainneacha a fhorchuirtear leis an modh Cosáin Asfalt Oirfide Superior faoin gClár Straitéiseach Taighde Highway (Superpave SHRP) [20 ]. Roghnaítear gráduithe comhiomlána sonracha le haghaidh táirgeadh eiseamail asfalt chun feiniméin fhrith-mheáchain a áirithiú [21] agus leantar modh deartha meascáin (UNI EN 933-1). Baintear meastóireacht chobhsaíochta amach trí úsáid a bhaint as Tástáil Chobhsaíochta chaighdeánach Marshall (ASTM D6927).

Chun na héifeachtaí frith-aosaithe a thugann an t-eisiú rua a mheas, déantar tástálacha aosaithe ar bhiotúman ruabh-mhodhnaithe. De réir an phrótacail chaighdeánaigh ASTM D2872-04, déantar an t-ionsamhlú aosaithe de réir nós imeachta caighdeánach na tástála rollta oigheann scannán tanaí (RTFOT), agus an tástáil soitheach ag dul in aois brú (PAV), de réir an ASTM D6521. prótacal. Déantar tréithriú na n-airíonna meicniúla tar éis an phróisis aosaithe trí na teicnící anailíseacha céanna a úsáidtear le haghaidh meastóireachtaí cobhsaíochta.

Chun éifeachtúlacht bith-ola a thástáil mar athnuachan nó mar ghníomhaire fluxing, tá samplaí biotúman d'aois tréithrithe ag na teicnící thuasluaite agus ansin déantar iad a chóireáil le méideanna méadaithe bith-ola. Trí mheastóireacht a dhéanamh ar airíonna meicniúla na samplaí a fuarthas agus trí thorthaí den sórt sin a chur i gcomparáid le torthaí biotúman íona agus sean-bhiotúman is féidir sainmhíniú a dhéanamh ar éifeacht an tsuimithe bith-ola.

Táthar ag súil go neartóidh bailiú na dtorthaí tréithrithe seo go léir an tuiscint ar na meicníochtaí idirghníomhaíochta idir comhábhair biotúman agus breiseáin i bhfoirm nanacháithníní atá freagrach as méadú ar fheidhmíocht agus marthanacht an ceanglóra agus an asfalt mar thoradh air.

Mar chruthúnas ar an gcur chuige atá beartaithe, tuairiscítear roinnt réamhthorthaí ar RDF, stoc cothaithe a roghnaíodh mar chás-staidéar, sa chéad chuid eile.

【Le haghaidh tuilleadh eolais:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】