Authors

Abstract

The three high-valuable products generated by the pyrolysis process are the biochar, the syngas, and the pyrolysis oil. The proportions of these products are influenced by several factors such as temperature, heating rate, and feedstock type. This research aimed to develop an innovative and improved pyrolysis reactor design, that can enhance both the quality and yield of biochar produced in thermochemical processes. The main objective was to enable the rapid conversion of various organic wastes, such as agricultural byproducts, wood chips, and other plant-based materials, into high-quality biochar. The experimental pyrolyzer model was designed with precise temperature control to optimize biochar properties and an intelligent process control system, which minimize emissions and maximize energy efficiency. This equipment not only contributes to sustainable waste management but also supports soil improvement by enhancing soil fertility and carbon sequestration in agricultural practices. The experimental results showed a high efficiency in obtaining a quality biochar within a short production time. Additionally, the biochar exhibited a water retention potential of up to 150% relative to the pre-treated biomass mass, while the energy consumption was estimated to be up to 15% lower compared to conventional methods.

Abstract in Romanian

Cele trei produse de mare valoare generate de procesul de piroliză sunt biocharul, gazul de sinteză și uleiul de piroliză. Proporțiile acestor produse sunt influențate de mai mulți factori, cum ar fi temperatura, viteza de încălzire și tipul de materie primă. Prezenta cercetare a avut ca scop dezvoltarea unui proiect inovator de reactor de piroliză îmbunătățit, care poate îmbunătăți atât calitatea, cât și randamentul biocharului generat în procesele termochimice. Obiectivul principal a fost acela de a permite conversia rapidă a diferitelor deșeuri organice, cum ar fi produse secundare agricole, așchii de lemn și alte materiale pe bază de plante, în biochar de înaltă calitate. Modelul experimental de pirolizator este proiectat cu un control precis al temperaturii pentru a optimiza proprietățile biocharului și un sistem inteligent de control al procesului, care minimizează emisiile și maximizează eficiența energetică. Acest echipament nu numai că contribuie la gestionarea durabilă a deșeurilor, dar oferă și o îmbunătățire a solului, îmbunătățind fertilitatea solului și captarea carbonului în practicile agricole. Rezultatele experimentale au arătat o eficiență ridicată în obținerea unui biochar de calitate, intr-un timp scurt de producție. Rezultatele experimentale au arătat o eficiență ridicată în obținerea unui biochar de calitate, cu un potential de inmagazinare a apei de pana la 150% raportat la masa de tulpina inainte de tratare si un consum de energie estimat cu pana la 15% mai mic.