KISAH SUKSES PELANGGAN
Menggunakan NETZSCH Analisis Termal Simultan untuk Mengubah Limbah Padat Menjadi Bahan Energi
Baca kisah sukses pelanggan terbaru kami yang ditulis oleh Profesor Guozhao Ji, Universitas Teknologi Dalian, Cina! Ini adalah tentang konversi limbah padat menjadi produk yang berharga dengan menggunakan NETZSCH Simultaneous Thermal Analyzer (STA). Beberapa makalah ilmiah tentang topik ini telah diterbitkan.
Guozhao Ji, lahir pada tahun 1986, menerima gelar PhD di bidang teknik kimia pada tahun 2014 dari University of Queensland, Australia. Beliau menyelesaikan gelar MS dan BS di bidang teknik mesin di Northeastern University, Republik Rakyat Tiongkok pada tahun 2010 dan 2008. Saat ini, sebagai Associate Professor, beliau bekerja di Sekolah Ilmu dan Teknologi Lingkungan di Universitas Teknologi Dalian, Tiongkok. Minat penelitian Dr. Ji meliputi gasifikasi limbah padat, pemodelan kinetik konversi termokimia, penangkapanCO2 suhu tinggi, dan aplikasi dinamika fluida komputasi dalam proses termokimia. Dia telah menulis lebih dari 100 publikasi jurnal yang direferensikan, dua buku dan tiga bab buku, dengan lebih dari 3.200 kutipan dan indeks H-indeks 35.
Berikut ini, Dr. Guozhao Ji akan memberi kita wawasan tentang penelitiannya tentang mengubah limbah padat menjadi energi.
“Dengan pengukuran yang akurat melalui instrumen STA NETZSCH, kami mendapatkan perbandingan yang dapat diandalkan dari bahan yang kami siapkan, yang tidak hanya memfasilitasi pemilihan bahan, tetapi juga memberikan panduan atau arahan untuk persiapan bahan fungsional.”
Dr. Guozhao Ji: "Laboratorium daur ulang limbah padat di DUT dikhususkan untuk mengubah limbah padat menjadi produk bernilai tinggi yang dapat digunakan dalam industri energi, lingkungan, dan material melalui reaksi termokimia. Laboratorium ini menyediakan solusi, peralatan, dan bahan yang terkait dengan pengolahan limbah padat.
Pada tahun 2019, kami mengirimkan beberapa sampel bahan penyerapCO2 ke NETZSCH Scientific Instruments Trading (Shanghai) Ltd. dan NETZSCH menyediakan layanan pengujian yang sangat profesional. Pengalaman yang luar biasa ini mendorong kerja sama kami lebih lanjut dengan NETZSCH. Pada tahun 2020, laboratorium kami memesan NETZSCH STA 449 F3 yang terutama ditujukan untuk menguji perilaku Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian limbah padat organik. Pada tahun 2021, laboratorium kami membeli STA 2500 untuk menguji perilaku Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapanCO2 dari bahan fungsional kami yang akan digunakan dalam peningkatan gasifikasi limbah padat. Pada tahun 2023, NETZSCH DSC 404 F3 dibeli untuk membantu kami mengukur informasi termodinamika selama PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis sampah organik serta mengidentifikasi Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase sampah anorganik selama proses pengolahan termal."
Ji, apa saja tantangan spesifik yang dihadapi perusahaan Anda sebelum menggunakan solusi kami dan/atau masalah apa yang ingin Anda selesaikan dengan solusi tersebut?
- "Kontrol suhu yang akurat: Kami mengembangkan bahan fungsional yang digunakan untuk gasifikasi sampah organik. Bahan ini perlu menangkapCO2 dalam kondisi gasifikasi dan melepaskanCO2 dalam kondisi regenerasi. Perbedaan utama antara kondisi gasifikasi dan kondisi regenerasi adalah suhu. Untuk gasifikasi, suhunya sekitar 700°C dan untuk regenerasi, suhunya sekitar 900°C. Untuk mengukur kinerja bahan fungsional kami, kami perlu mengubah suhu secara sering, cepat, dan akurat.
- Large sampel massa: Kami terutama bekerja pada pengolahan termal limbah organik, dan properti limbah organik bervariasi dalam kisaran tertentu. Karena keseragaman yang buruk dari limbah organik asli, hasil uji TGA mungkin berbeda jika kita mengambil massa sampel hanya beberapa miligram setiap kali. Untuk meningkatkan keterwakilan stok umpan limbah, kami harus mengambil jumlah sampel yang lebih besar yang akan lebih inklusif dari setiap bagian limbah organik."
Mengapa Anda memilih NETZSCH?
"Merek NETZSCH memiliki reputasi yang baik di bidang penelitian. Kami membaca banyak sekali artikel penelitian selama bekerja sehari-hari, dan NETZSCH adalah merek yang paling sering ditemukan di bagian analisis termogravimetri dalam artikel jurnal penelitian.
Selain itu, instrumen NETZSCH memiliki fitur kontrol suhu yang akurat, laju ramping, dan lingkungan gas, yang memungkinkan pengujian siklik yang efisien dari bahan fungsional kami. Berdasarkan survei terbatas kami, NETZSCH memungkinkan jumlah sampel terbesar, yang memberikan hasil yang lebih stabil atau dapat diulang dari Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian limbah padat."
Berikan contoh spesifik tentang bagaimana Anda menggunakan solusi kami.
Contohnya adalah perilaku degradasi termal dari limbah ban.
"Seiring dengan semakin meluasnya penggunaan mobil dan semakin majunya produksi ban global, sejumlah besar limbah ban diproduksi setelah ban tersebut usang. Karena toksisitas ekologis dan ketahanannya terhadap degradasi, limbah ban dapat menjadi ancaman bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Cara yang menjanjikan untuk mengolah limbah ban adalah dengan PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, yang tidak hanya meminimalisir limbah tetapi juga menghasilkan produk yang berharga seperti syngas, bahan bakar minyak, dan arang. Analisis termogravimetri (TGA) dianggap sebagai teknologi yang efektif untuk menyelidiki perilaku termal PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis limbah ban termasuk suhu awal, suhu akhir, dan suhu puncak reaksi PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, dll.; hal ini membantu kita memahami proses PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis dan berkontribusi pada desain reaktor PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis dan optimasi proses. Percobaan TGA dilakukan dengan menggunakan NETZSCH STA 2500 dan NETZSCH STA 449 F3 . Sekitar 6 mg bahan baku dimasukkan ke dalam wadahkeramik Al2O3dan dipanaskan dari suhu kamar hingga 600°C dengan tiga laju pemanasan yaitu 10, 20, dan 30°C-menit-1. Nitrogen digunakan sebagai gas pembawa dengan laju alir 200 ml-menit-1."
Perilaku degradasi termal dari limbah ban digambarkan pada Gambar 1. Jelas, reaksi PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis utama dari limbah ban terjadi pada kisaran suhu 200°C hingga 500°C dengan fraksi kehilangan massa sebesar 64%. Dua puncak yang diamati pada kurva DTG, yang terletak pada kisaran suhu 300°C ~ 410°C dan 410°C ~ 450°C, sesuai dengan degradasi komponen utama dari limbah ban, yaitu karet alam dan karet sintetis. Seiring dengan meningkatnya laju pemanasan, suhu awal(Ts) dari reaksi PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, suhu yang sesuai dengan laju penurunan berat maksimum(Tmax), dan suhu akhir(Te) dari reaksi PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, semuanya menunjukkan tren yang meningkat (Tabel 1).
Tabel 1. Karakteristik pirolisis; parameter pirolisis limbah ban pada tiga tingkat pemanasan yang berbeda
Laju pemanasan (◦C-min-1) | Ts(◦C) | Tmax(◦C) | Te(◦C) |
10 | 288 | 375 | 524 |
20 | 298 | 388 | 530 |
30 | 308 | 395 | 544 |
Bahan penyerap berbasis CaO memiliki prospek aplikasi yang luas dalam penangkapan karbon pra-pembakaran. Dalam reaksi produksi hidrogen reformasi uap, penambahan bahan penyerap berbasis CaO dapat menghilangkanCO2 yang dihasilkan secara in situ, merusak keseimbangan termodinamika dan meningkatkan kekuatan pendorong reaksi, sehingga menggeser reaksi ke arah produksi hidrogen. Hal ini meningkatkan konsentrasi dan hasilH2. Namun, karena kecenderungan sinteringnya, maka perlu untuk membubuhkan stabilisator inert yang memiliki suhu Tamman yang tinggi.
Bahan penyerapCO2 berbasis Ca biasanya membutuhkan studi tentang perubahan berat selama reaksi karbonasi dan kalsinasi di bawahatmosfer N2 atauCO2 pada suhu tinggi (650 ° C-850 ° C) untuk merefleksikan kinerja adsorpsiCO2 material dan kinetika adsorpsi. Dalam penelitian ini, terak baja dan batu kapur dicampur untuk membuat bahan penyerap berbasis terak baja. Kami menguji kinerja adsorpsi bahan penyerap berbasis terak baja menggunakan TGA (NETZSCH STA 449 F5 ).
Hasilnya adalah sebagai berikut:
"Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, kapasitasadsorpsi CO2 dari CaO murni menurun dengan cepat (0,293CO2 / g bahan penyerap menjadi 0,097CO2 / g bahan penyerap), sedangkan kapasitas adsorpsi bahan penyerap yang dibuat dengan konsentrasi asam awal sebesar 2 mol / l menunjukkan tingkat penurunan yang berkurang secara signifikan. Selain itu, dengan meningkatnya proporsi doping terak baja, stabilitas bahan penyerap juga meningkat. Bahan penyerap berbasis terak baja juga menunjukkan kinerja Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapanCO2 yang lebih baik secara keseluruhan selama 30 siklus. Gambar 3 juga mengilustrasikan variasi laju adsorpsinya. Awalnya, CaO menunjukkan keunggulan yang jelas dalam laju adsorpsi. Namun, dengan bertambahnya jumlah siklus, laju adsorpsi CaO menurun secara signifikan, dan akhirnya stabil pada tingkat yang lebih rendah. Sebaliknya, bahan penyerap yang didoping dengan terak baja menunjukkan peningkatan yang signifikan, dengan efek yang semakin jelas seiring dengan bertambahnya jumlah siklus."
Bagaimana Anda menggunakan hasil yang diperoleh?
" NETZSCH STA 2500 dan STA 449 F3 memiliki kontrol suhu yang sangat akurat dan cepat. Kontrol ayunan suhu ini sangat berguna dan membantu dalam menguji bahan fungsional kami untuk gasifikasi limbah.
Dengan pengukuran yang akurat melalui perangkat NETZSCH, kami mendapatkan perbandingan yang dapat diandalkan dari bahan yang kami siapkan, yang tidak hanya memfasilitasi pemilihan bahan, tetapi juga memberikan panduan atau arahan untuk persiapan bahan fungsional. Kami telah menerbitkan lebih dari 50 artikel penelitian di jurnal seperti Energy & Environmental Science, Environmental Science & Technology, Chemical Engineering Journal, Fuel Processing Technology, Journal of Cleaner Production, dll."
Apakah Anda juga memiliki pengalaman dengan dukungan dan layanan pelanggan kami?
"Ya, dan saya akan mengatakan lebih dari pengalaman yang luar biasa. Tn. Haiming Zhang dan Nona Shenjun Sheng memberikan bantuan tak terbatas sebelum kami benar-benar membeli instrumen NETZSCH. Setelah membeli NETZSCH STA 2500 dan STA 449 F3 , kami selalu mendapat tanggapan cepat dari Tuan Shuaitao Zeng ketika kami memiliki pertanyaan.
Seminar pada tanggal9 Mei 2023 di Dalian juga merupakan acara yang luar biasa. Saya dan siswa saya menerima informasi yang sangat komprehensif, praktis dan berguna dari para insinyur dan ahli."
Ji, terima kasih banyak atas umpan balik positifnya!
Bagaimana Anda membayangkan kolaborasi masa depan Anda dengan kami? Apakah ada tantangan baru yang ingin Anda tangani?
"Topik berikutnya yang ingin saya kolaborasikan lebih lanjut dengan NETZSCH mungkin adalah uji gasifikasi sampah organik dengan menambahkan uap ke tungku TGA. Saat ini kami tidak memiliki dana yang cukup untuk itu, tetapi cepat atau lambat, kami akan melakukan jenis pengujian ini dengan dana yang tersedia.
Yang kedua yang ingin saya bahas adalah pemanasan cepat, yang dapat menyamai laju pemanasan dalam skenario nyata. Kami sangat tertarik untuk mengukur perilaku Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian sampah organik ketika bersentuhan dengan pembawa panas dalam reaktor. Dalam situasi ini, laju pemanasan dapat mencapai hingga102 ~103 K s-1. Mencapai laju pemanasan ini dengan pengukuran massa yang akurat akan menjadi langkah revolusioner yang besar untuk pengolahan limbah."
