The Influence of Additives Upon the Energetic Parameters and Physicochemical Properties of Environmentally Friendly Biomass Pellets

Abstract

Abstract. Solid biomass fuels are economical and practical renewable energy sources. Exploitation of agricultural biomass as a fuel offers considerable advantages in different domains as energy supply as far as the climate is involved. In this study we intended to investigate the feasibility of alternative agricultural residues of grape pomace and corn cob pellets with addition of sawdust, starch, and waste rapeseed oil and to examine how these additives affects the calorific powers and pellets physical properties. Sawdust, starch, and waste rapeseed oil addition was 10 %. Pellets were produced by a manual single pellet press. The calorific powers of the biomass samples were experimentally determined using an oxygen bomb calorimeter (model 6200 adiabatic calorimeter Parr Instruments). The results show that waste rapeseed oil addition significantly increases the calorific powers in grape pomace and corn cob pellets. The highest calorific value was obtained for the grape pomace pellets containing 10 % waste rapeseed oil, 22.14 MJ/kg, compared to grape pomace control pellets, of 21.35 MJ/kg. The calorific values of corn cob control pellets were also increased when adding 10 % waste rapeseed oil, from 17.29 MJ/kg to 19.76 MJ/kg. The results obtained in this work, related to calorific powers, moisture, ash, volatile, sulphur and nitrogen content, fixed carbon, bulk density, fuel value index, energy density and combustion efficiency, revealed that depending on additives used and their dosage, an acceptable fuel pellet could be produced. Resumen. Los combustibles de biomasa sólida son fuentes de energía renovables económicas y prácticas. Al tomar en consideración el clima, la explotación de la biomasa proveniente de la agricultura como combustible ofrece ventajas considerables como fuente de energía en diferentes ámbitos. En este trabajo estudiamos la factibilidad utilizar residuos agrícolas de pastillas de orujo de uva y elote adicionándole aserrín, almidón y desperdicio de canola para analizar como estos aditivos afectan el potencial calórico y las propiedades físicas de las pastillas. El aserrín, almidón y canola se agregaron al 10%. Las pastillas se obtuvieron en una pastilladora manual. Experimentalmente, las potencias calóricas de las muestras de biomasa se determinaron con una bomba calorimétrica de oxígeno (calorímetro adiabático Parr Instruments modelo 6200). Los resultados muestran que la adición de canola incrementa significativamente la potencia calórica de las pastillas de orujo y elote. El valor calórico más alto se obtuvo con las pastillas de orujo a las que se les adicionó un 10% de canola, y fue de 22.14 MJ/kg, comparado con el control de pastillas de orujo que tiene un valor de 21.35 MJ/kg. Las potencias calóricas de las pastillas de control de elote también se incrementaron al adicionar 10% de canola, pasando de 17.29 MJ/kg a 19.76 MJ/kg.