Effect of torrefaction temperature on properties of patula pine
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Date
2017
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Abstract
The objective of this work was to study the effect of torrefaction temperature on properties of patula pine (Pinus patula) wood that could be of interest for further thermochemical processing. Torrefaction temperature was varied from 200 to 300 °C for 30 minutes using a batch spoon type reactor. Raw and torrefied materials were characterized for proximate and ultimate analyses, thermogravimetry, and pyrolysis gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS). Results showed that torrefied pine has greater higher heating value and chemical exergy due to the reduction of O/C and H/C ratios. Compared with raw biomass, the material torrefied at 200 and 250 °C did not present significant changes in chemical composition and thermal behavior. Conversely, material torrefied at 300 °C did show important changes in both chemical composition and thermal behavior. Py-GC/MS results suggested that the main constituents of biomass, i.e., hemicellulose, cellulose and lignin, suffer a progressive thermal degradation with increase in torrefaction temperature.
Resumen
El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la temperatura de torrefacción en las propiedades de la madera de pino patula (Pinus patula ) que podría ser de interés para el procesamiento termoquímico posterior. La temperatura de torrefacción se varió de 200 a 300 ° C durante 30 minutos usando un reactor de tipo cuchara por lotes. Los materiales en bruto y torrefiados se caracterizaron para análisis próximos y finales, termogravimetría y cromatografía de gases de pirólisis / espectrometría de masas (Py-GC / MS). Los resultados mostraron que el pino torrefiado tiene un mayor valor de calentamiento y ejercicio químico debido a la reducción de las relaciones O / C y H / C. En comparación con la biomasa cruda, el material torrefiado a 200 y 250 ° C no presentó cambios significativos en la composición química y el comportamiento térmico. Por el contrario, el material torrefilado a 300 ° C mostró cambios importantes tanto en la composición química como en el comportamiento térmico. Los resultados de Py-GC / MS sugirieron que los principales componentes de la biomasa, es decir, hemicelulosa, celulosa y lignina, sufren una degradación térmica progresiva con el aumento de la temperatura de torrefacción.
Keywords
Biomass, Chemical-Energy Properties, Pinus Patula, Pyrolysis, Thermal Degradation, Thermochemical Conversion