Pyrolysis bio-oil as a renewable fuel and source of chemicals: its production, characterization and stability
Notice bibliographique
Résumé
Bio-oil is a liquid fuel that can be produced from various lignocellulosic feedstocks via fast pyrolysis. It is a complex mixture comprised of hundreds of highly oxygenated organic compounds originating from lignin and carbohydrates and is recognized as a clean renewable bio-fuel, an attractive alternative to fossil fuels. It can be easily transported and used directly in boilers and modified turbines or upgraded/fractionated for drop in fuels or chemical production. Proper bio-oil characterization is important in optimizing the pyrolysis process, bio-oil upgrading and utilization, and its stabilization for long-term storage. With this in mind, research has been undertaken to develop better techniques to rapidly profile the composition of whole bio-oil samples, and an accelerated aging study performed to determine why bio-oil is unstable upon storage. Pyrolysis-GC/MS and TLC-FID were used as tools to differentiate bio-oils of different lignocellulosic biomasses, and among thermal-cracking (upgrading) fractions. Results showed that birch bio-oil had high syringol derivatives compared to pine and barley straw bio-oils which had higher guaiacol and non-methoxy-phenolic compounds, respectively, compared with birch bio-oil. TLC-FID was successful in bio-oil differentiation, showing diagnostic chromatographic profile differences. Direct infusion-ESI-ion trap MS and ESI-ion trap MS2 were successfully used in the analysis of forest-residue bio-oil and reference bio-oils from cellulose and hardwood lignin dissolved in methanol:water. NH4Cl can be used as a dopant to distinguish carbohydrate-derived products from other bio-oil components. NaOH and NaCl dopants resulted in the highest intensity peaks in negative ion mode and positive mode, respectively. Tandem MS, that is, ESI-Ion Trap MS2 was a successful tool for the confirmation of individual target ions such as levoglucosan and cellobiosan and for structural insight into lignin products. In accelerated aging (at 80 °C for 1, 3 and 7 days) studies, the physical and chemical properties of bio-oil from ash wood (produced from a pilot-scale auger pyrolyzer) and birch wood (lab-scale pyrolyzer) were monitored in order to identify the factors responsible for bio-oil instability. Water content, viscosity, and decomposition temperature (by TGA) increased for both bio-oil samples with aging. Chemical analysis showed reduction in amount of most of the bio-oil components as aging progressed, typically for are olefins and aldehydes. The oils remained a single phase throughout until the 7th day.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».