A Numerical Study of Fast Pyrolysis of Beetle Killed Pine Trees
Notice bibliographique
Résumé
Since 1990s, as a result of unprecedented drought and warm winters, mountain pine beetles have devastated mature pine trees in the forests of western North America from Mexico to Canada. Especially, in the State of Wyoming, there are more than 1 million acres of dead forest now. These beetle killed trees are a source of wildfire and if left unharvested will decay and release carbon back to the atmosphere. Fast pyrolysis is a promising method to transfer the beetle killed pine trees into bio-oils. In the present study, an unsteady state mathematical model is developed to simulate the fast pyrolysis process, which converts solid pine wood pellets into char (solid), bio-oils (liquid) and gaseous products in the absence of oxidizer in a temperature range from 500°C to 1000°C within short residence time. The main goal of the study is to advance the understanding of kinetics and convective and radiative heat transfer in biomass fast pyrolysis process. Conservation equations of total mass, species, momentum, and energy, coupled with the chemical kinetics model, have been developed and solved numerically to simulate fast pyrolysis of various cylindrical beetle killed pine pellets (10 mm diameter and 3 mm thickness) in a reactor (30 mm inside diameter and 50 mm height) exposed to various radiative heating flux (0.2 MW/m2 to 0.8 MW/m2). A fast pyrolysis kinetics model for pine wood that includes competitive path ways for the formation of solid, liquid, and gaseous products plus secondary reactions of primary products has been adapted. Several heat transfer correlations and thermo property models available in the literature have been evaluated and adapted in the simulation. Finite element method is used to solve the conservation equations and a 4th order Runge-Kutta method is used to solve the chemical kinetics. Unsteady-state two dimensional temperature and product distributions throughout the entire pyrolysis process were simulated and the simulated product yields were compared to the experimental data available in the literature. This study demonstrates the importance of the secondary reactions and appropriate convective and radiative modeling in the numerical simulation of biomass fast pyrolysis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».