Microwave Destruction of High Moor Peat: Modeling and Experimental Studies in a Quartz Reactor

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents the results of theoretical and experimental studies comparing the thermal degradation of high moor sphagnum peat in the process of pyrolysis (thermolysis) initiated by convenient thermal and microwave exposure. Based on modeling using the commercial software package CST Studio Suite, reactor designs have been developed that allow for a correct comparison of these processes under identical conditions. Comparative experiments conducted on the basis of reactors with various thermal sources have demonstrated the advantages of microwave pyrolysis, which allows for “instantaneous” and volumetric heating of the product and its deeper processing with high energy efficiency. The results of peat processing under different thermal effects and the yield of pyrolysis reaction products are discussed.

About the authors

S. A. Ananicheva

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: bulanova@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia; 603022 Nizhny Novgorod, Russia

T. O. Krapivnitckaia

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: kto@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia

A. B. Alyeva

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: a.alyeva@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia

A. A. Vikharev

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: alvikharev@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia

M. Y. Glyavin

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: glyavin@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia

A. N. Denisenko

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: androu@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia

N. Y. Peskov

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: peskov@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia; 603022 Nizhny Novgorod, Russia

S. V. Zelentsov

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: zelentsov@chem.unn.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia; 603022 Nizhny Novgorod, Russia

A. A. Sachkova

Federal Research Center Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: a.sachkova@ipfran.ru
46 Ul′yanov Street, 603950 Nizhny Novgorod, Russia; 603022 Nizhny Novgorod, Russia

References

  1. Leifeld J., Menichetti L. // Nature Communications. 2018. V. 9. № 1. P. 1071. https://doi.org/10.1038/s41467-018-03406-6
  2. Wen Y., Wang S., Mu W., Yang W., Jönsson P.G. // Fuel. 2020. V. 277. P. 118173. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118173
  3. Исламова С.И., Тимофеева С.С., Хаматгалимов А.Р., Ермолаев Д.В. // ХТТ. 2020. № 3. С. 32.
  4. [Solid Fuel Chem. 2020. № 3. V. 54. P. 154. https://doi.org/10.3103/S0361521920030040]
  5. Yang J., Chen H., Zhao W., Zhou J. // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2016. V. 117. P. 296. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2015.11.002
  6. Sutcu H. // Korean J. Chem. Engineer. 2007. V. 24. № 5. P. 736. https://doi.org/10.1007/s11814-007-0035-5
  7. Забелкин С.А., Макаров А.А., Земсков И.Г., Грачев А.Н., Башкиров В.Н. // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 21. С. 115.
  8. Юсифзаде А.А., Дадаева Г.Ч. // Евразийский Союз Ученых. 2018. № 5–2. С. 50.
  9. Забелкин С.А., Грачев А.Н., Нурияхметов Р.А., Гильфанов М.Ф., Варфоломеев М.А. // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 12. С. 50.
  10. Gartshore A., Kidd M., Joshi L.T. // Biosensors (Basel). 2021. V. 11. № 4. P. 96. https://doi.org/10.3390/bios11040096
  11. Gopalakrishnan K., Adhikari A., Pallipamu N., Singh M., Nusrat T., Gaddam S., Samaddar P., Rajagopal A., Cherukuri A.S.S., Yadav A.A. // Electronics. 2023. V. 12. № 5. P. 1101. https://doi.org/10.3390/electronics12051101
  12. Gautam U., Ehsan Asgar M., Singh K. // Materials Today: Proceedings. 2023. V. 78. № 3. P. 426. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.10.249
  13. Ponomarenko A.A., Tameev A., Shevchenko V. // Russian Chemical Reviews. 2018. V. 87. № 10. P. 923. https://doi.org/10.1070/rcr4790
  14. Kubrakova I.V. // Russian Chemical Reviews. 2002. V. 71. № 4. P. 283. https://doi.org/10.1070/rc2002v071n04abeh000699
  15. Allende S., Brodie G., Jacob M.V. // Environmental Research. 2023. V. 226. P. 115619. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115619.
  16. Yin C. // Bioresource Technology. 2012. V. 120. P. 273. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.06.016.
  17. Tabakaev R., Kalinich I., Mostovshchikov A., Dimitryuk I., Asilbekov A., Ibraeva K., Gaidabrus M., Shanenkov I., Rudmin M., Yazykov N. // Biomass Conversion and Biorefinery. 2023. V. 14. P. 26193. https://doi.org/10.1007/s13399-023-04686-9
  18. Песков Н.Ю., Крапивницкая Т.О., Соболев Д.И., Глявин М.Ю., Денисенко А.Н. Комплекс для микроволнового пиролиза органических материалов. Патент РФ № 2737007 // Б.И. 2020. № 33.
  19. Крапивницкая Т.О., Богдашов А.А., Денисенко А.Н., Глявин М.Ю., Песков Н.Ю., Семенычева Л.Л., Ворожцов Д.Л. // Известия ВУЗов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. № 4. С. 750.
  20. [Proceedings of Universities Applied Chemistry and Biotechnology. 2019. V. 9. № 4. Р. 750. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-4-750-758]
  21. Крапивницкая Т.О., Буланова С.А., Сорокин А.А., Денисенко А.Н., Ворожцов Д.Л., Семенычева Л.Л. // Известия ВУЗов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. № 2. С. 339.
  22. [Proceedings of Universities Applied Chemistry and Biotechnology. 2020. V. 10. № 2. P. 339. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-339-348]
  23. Krapivnitckaia T., Ananicheva S., Alyeva A., Denisenko A., Glyavin M., Peskov N., Sobolev D., Zelentsov S. // Processes. 2023. V. 11. P. 1924. https://doi.org/10.3390/pr12010092
  24. Chambers F., Beilman D., Yu Z. // Mires and Peat. 2010. V. 7. P. 1. http://www.mires-and-peat.net
  25. Гущин В.Н., Васильев В.А., Чернышов Е.А., Романов И.Д., Романова Е.А., Романов А.Д. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 1. С. 94.
  26. Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Г., Хуснуллин И.И. // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 9. С. 51.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».