Zatvaranje životnog ciklusa otpadne biomase hidrotermalnom karbonizacijom

Abstract

Otpadna lignocelulozna biomasa ima izvanredan potencijal kao sirovina za održivu proizvodnju energije i drugih biomaterijala. Međutim, zbog inferiornih fizičko-hemijskih svojstava u odnosu na ugalj, biomasa ne predstavlja idealnu sirovinu za industrijsku primenu i neophodna je njena modifikacija. Hidrotermalna karbonizacija je termo-hemijski postupak konverzije vlažne otpadne biomase na povišenoj temperature i autogenom pritisku u hidročađ i procesnu vodu. Dobijena hidročađ, po prirodi slična uglju, može biti primenjena kao zamena za fosilni ugalj, sekvestraciju ugljenika, adsorbent različitih polutanata, dodatak za poboljšanje plodnosti zemljišta i dr. Procesna voda, bogata rastvorenim organskim materijama predstavlja pogodan supstrat za sintezu bitnih hemikalija i proizvodnju biogasa. Ovaj rad pruža uvid u osnovne reakcione mehanizme, kao najvažnije primene dobijenih proizvoda.

Waste lignocellulosic biomass has outstanding potential as a raw material for sustainable production of energy and other biomaterials. However, due to inferior physical and chemical properties in relation to coal, biomass is not an ideal raw material for industrial application, and its modification is necessary. Hydrothermal carbonization is a thermo-chemical process for the conversion of wet, waste biomass at elevated temperature and autogenous pressure into the hydrochar and process water. The obtained coal-like hydrochar, can be applied as a fossil coal substitute, for carbon sequestration, as an adsorbent for various pollutants, soil fertility, etc. On the other hand, process water, rich in dissolved organic matter, is a suitable substrate for synthesis of essential chemicals and the biogas production. This paper provides an insight into the basic reaction mechanisms, as the most important applications of the obtained products.