為了降低生物柴油的生產成本,立陶宛的研究人員開發了一種環保的方法,從大量的廢物來源——煙頭中提取三醋精(三乙酸甘油酯,一種增強燃燒的添加劑)。以這種方式回收煙頭不僅可以處理廢物,而且可以使其得到可持續利用。
生物柴油是一種可再生、可生物降解的燃料,是傳統“化石”柴油的替代品,有害溫室氣體排放量低。生物柴油由食用油和非食用油、動物脂肪和廢棄的餐館油脂等生物來源制成。這聽起來似乎不錯,然而,生物柴油生產的高成本是其全球營銷的主要障礙。
一種有效的解決方案是將生物柴油與三醋酸甘油酯等添加劑混合。研究表明,三醋精有助于減少空氣污染,提高生物柴油的可燃性。問題是,三醋精一般是通過化學方式生產的,消耗大量的化學物質,產生大量的廢物和有毒殘留物。這意味著需要一種替代的、環保的三醋酸來源。
來自立陶宛考納斯理工大學(KTU)的研究人員與立陶宛能源研究所合作,開發了一種從大量的廢物(煙頭)中提取三醋精的方法。最新研究結果已于近期發表在了《分析和應用熱解期刊》上。
該研究的首席兼通訊作者Samy Yousef說:“香煙由三種成分組成——煙草、紙張和由醋酸纖維素纖維制成的過濾嘴,是一種很好的原材料和能源來源。此外,煙頭很容易收集,因為有很多收集這種廢物的系統和公司。”
以前,有科學家曾嘗試使用熱解從香煙廢料中提取原料,但在這里,研究人員采用了一種新穎的方法,不試圖將香煙分解成其成分。
Yousef說:“有一些研究與我們類似,使用熱解作為一種方法,這需要對材料進行預處理,以分離所有成分。由于煙草是一種有毒廢物,處理它需要特別小心,而且由于分離香煙廢物成分的技術過程復雜,這在經濟上是不可行的。”
在最新實驗中,研究人員利用熱解技術進行了一系列實驗,在1202、1292和1382 °F(650、700和750 °C)的溫度下對煙蒂進行熱分解。根據所使用的溫度,他們可以提取出不同數量的富含三醋酸苷的油、焦炭和氣體。
具體而言,在1382 °F(750 °C)的溫度下,三醋精化合物的萃取量最大(43%),產率估計為38 wt%的油、25.7 wt%的焦炭和 36.4 wt%的氣體。在相同溫度下,焦炭產品具有富含鈣的多孔結構,可用作吸附劑。
“所有的產品都有實際用途,”Yousef說:“在我們的研究中,炭是多孔的,富含鈣,可以用作肥料或廢水處理,作為吸收劑和能量儲存。天然氣可以用作能源。最后但并非最不重要的是油,富含三乙酸乙酯,可以用作生物柴油的添加劑,以降低成本。”
據估計,全球還有4.5萬億個煙頭正在污染我們的環境。以研究人員提出的方式回收這些煙頭,不僅可以清除廢物,還可以對其進行可持續利用。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察