PFI-RP: Conversion of Organic Wastes Streams by Torrefaction for Bio-Power Application

PFI-RP:通过烘焙将有机废物流转化为生物能源应用

基本信息

  • 批准号:
    1827364
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-10-01 至 2022-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this PFI project is the production of clean, renewable, and affordable solid fuel pellets produced from torrefied waste-plastic blend as a drop-in fuel for use in coal power plants. The use of waste as a feedstock for a clean fuel (void of chlorine, sulfur, and nitrogen) will prevent ecological damage, due to landfilling, and will advance the health and welfare of the American public by reduced air emissions. The pellets are of high calorific value and at low cost that will compete with fossil coal, increasing the economic competitiveness of the U.S. This effort is enhancing partnerships between academia and industry (two partners from the academia and one from the industry) in the U.S. The program has significant educational contributions, both at Michigan Technological University and the University of Idaho, and will prepare Ph.D. students for this emerging field in the workplace. Finally, this work will improve public scientific literacy and engagement with science and technology in the U.S., by advancing this area. The proposed project deals with torrefaction of solid waste that comprises mostly fiber and plastic to convert them into clean, high-calorific-value solid fuels. The main challenges in using solid wastes for energy applications are: (1) inhomogeneity within the waste streams; (2) materials in the waste that are hazardous to the environment and equipment, such as chlorine and potassium; and (3) the converted fuel should be grindable to enable its applications in coal-fired boilers. The team, comprising two academic institutions and a commercial entity, is developing new approaches to solve these hurdles. Inhomogeneity is being resolved by sorting metals and glass and blending the sorted waste with fiber or plastic waste to obtain a consistent blend. Torrefaction is helping to solve the two latter hurdles. During torrefaction, the material becomes brittle and hence can be pulverized to the required size. The hazardous materials are removed after torrefaction, by dissolving the brittle material in aqueous solution that dissolved the hazardous material, specifically chlorine and potassium. Plastic has been found to play a major role in the quality of final pellets, as it increases the calorific value and enables producing high density pellets that are safe, durable, and water resistant.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该PFI项目更广泛的影响/商业潜力是生产清洁,可再生和负担得起的固体燃料颗粒,这些颗粒是从焙烧的废塑料混合物中生产的,作为燃煤电厂的直接燃料。 使用废物作为清洁燃料(无氯,硫和氮)的原料将防止由于填埋造成的生态破坏,并将通过减少空气排放来促进美国公众的健康和福利。这些颗粒具有高热值和低成本,将与化石煤竞争,提高美国的经济竞争力,这一努力正在加强美国学术界和工业界(两个来自学术界的合作伙伴和一个来自工业界的合作伙伴)之间的伙伴关系。学生在工作场所这个新兴领域。最后,这项工作将提高公众的科学素养和参与科学和技术在美国,推进这一领域。拟议项目涉及固体废物的烘焙,主要包括纤维和塑料,将其转化为清洁,高热值的固体燃料。将固体废物用于能源应用方面的主要挑战是:(1)废物流中的不均匀性;(2)废物中对环境和设备有害的材料,如氯和钾;(3)转化燃料应可研磨,以便能够在燃煤锅炉中应用。 该团队由两个学术机构和一个商业实体组成,正在开发解决这些障碍的新方法。 通过对金属和玻璃进行分类,并将分类后的废物与纤维或塑料废物混合,以获得一致的混合物,解决了不均匀性问题。 烘焙有助于解决后两个障碍。 在烘焙过程中,材料变脆,因此可以被粉碎到所需的尺寸。 在烘焙之后,通过将脆性材料溶解在溶解有害材料(特别是氯和钾)的水溶液中来去除有害材料。 塑料被发现在最终颗粒的质量中起着重要作用,因为它增加了热值,并使生产安全,耐用和防水的高密度颗粒成为可能。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估而被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kinetic Study of Paper Waste Thermal Degradation
  • DOI:
    10.1016/j.polymdegradstab.2021.109681
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Zhuo Xu;S. Kolapkar;S. Zinchik;E. Bar-Ziv;J. Klinger;Eric P. Fillerup;K. Schaller;C. Pilgrim
  • 通讯作者:
    Zhuo Xu;S. Kolapkar;S. Zinchik;E. Bar-Ziv;J. Klinger;Eric P. Fillerup;K. Schaller;C. Pilgrim
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  • DOI:
    10.1021/acs.energyfuels.1c01836
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    S. Kolapkar;S. Zinchik;Zhuo Xu;A. McDonald;E. Bar-Ziv
  • 通讯作者:
    S. Kolapkar;S. Zinchik;Zhuo Xu;A. McDonald;E. Bar-Ziv
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  • DOI:
    10.3389/fenrg.2021.643371
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhuo Xu;S. Kolapkar;S. Zinchik;E. Bar-Ziv;Lucky I. Ewurum;A. McDonald;J. Klinger;Eric P. Fillerup;K. Schaller;C. Pilgrim
  • 通讯作者:
    Zhuo Xu;S. Kolapkar;S. Zinchik;E. Bar-Ziv;Lucky I. Ewurum;A. McDonald;J. Klinger;Eric P. Fillerup;K. Schaller;C. Pilgrim
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Jiang, Shengli;Xu, Zhuo;Zavala, Victor M.
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    S. Kolapkar;S. Zinchik;Pralhad Burli;Yingqian Lin;Damon S. Hartley;J. Klinger;R. Handler;E. Bar-Ziv-E.
  • 通讯作者:
    S. Kolapkar;S. Zinchik;Pralhad Burli;Yingqian Lin;Damon S. Hartley;J. Klinger;R. Handler;E. Bar-Ziv-E.
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  • 发表时间:
    1998-01-01
  • 期刊:
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    Bin Zhao;Isaac Kantorovich;Ezra Bar-Ziv;Adel F. Sarofim
  • 通讯作者:
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