Skip to Main Content
Table 1

Characteristics of dried FS used for pyrolysis in this study in comparison to the range of mean literature values and characteristics of FS char produced at different hold times (10, 20, 40 min) and pyrolysis temperatures (350, 450, 600 °C). All results are for 100% dry feedstock and char. Standard deviations are included in parentheses for analyses conducted in triplicate

FS feedstock
Char
ParameterUnitThis studyLiteraturea350 °C
10 min
350 °C
20 min
350 °C
40 min
450 °C
10 min
450 °C
20 min
450 °C
40 min
600 °C
10 min
600 °C
20 min
600 °C
40 min
Char yield – – 70.4 70.1 69.3 62.6 61.3 61.2 58.3 57.8 57.7 
pH – – – 9.1 9.2( ± 0.02) 9.3 9.7 9.7( ± 0.02) 9.7 11.0 11.1( ± 0.01) 11.2 
Ash 40.1( ± 1.8) 17–59 54.5 57.2( ± 1.8) 57.5 65.6 66.9( ± 1) 66.2 68.1 72.9( ± 0.9) 73.8 
Volatile solids 48.8( ± 1.5) 43–75 26.1 23.9( ± 1.0) 23.5 13.7 12.2( ± 0.1) 13.0 8.6 6.7( ± 0.4) 7.4 
Fixed carbon 11.3( ± 0.7) 8–9 19.4 18.9( ± 1.2) 19.0 20.7 20.9( ± 0.9) 20.8 23.3 20.3( ± 0.7) 18.8 
CVb MJ kg−1 13.4( ± 1.8) 11–19 12.4(±0.8) 10.9( ± 0.5) 10.7 9.0 9.1( ± 1.0) 9.1 9.3 8.8( ± 0.3) 8.8 
CVb MJ kg-1 ash-free 22.3( ± 2.9)  27.2 25.5 25.1 26.1 27.6 27.0 29.2 32.5 33.5 
Carbon 34.9( ± 3.3) 28–42 33.3(±2.7) 33.5( ± 2.4) 34.9(±2.8) 32.8(±1.2) 27.4( ± 4.1) 31.5(±4.1) 29.8(±2.3) 28.2( ± 2.2) 27.4(±2.7) 
Carbon stability %carbon – – 58.0 66.7( ± 9.0) 66.9 82.6 75.8( ± 15.3) 81.0 118.9* 104.7*( ± 5.3) 109.2* 
Nitrogen 2.4( ± 0.3) 3–6 2.3(±0.0) 2.3( ± 0.0) 2.3(±0.0) 2.0(±0.0) 1.6( ± 0.0) 1.8(±0.0) 1.5(±0.0) 1.3( ± 0.0) 1.3(±0.0) 
Phosphorus 2.4( ± 0.0) 1–3 3.2 (±0.2) 3.3( ± 0.3) 3.1(±0.0) 3.6(±0.2) 3.8( ± 0.1) 3.5(±0.1) 3.9(±0.2) 4.0( ± 0.2) 4.2(±0.3) 
Plant-Pc g kg−1 – – 26.1 25.3( ± 1.4) 28.1 32.6 30.5( ± 0.7) 34.8 33.3 33.4( ± 1.4) 36.0 
Plant-Pc %Pd – – 82.1 75.3 89.7 91.3 80.4 98.3 86.1 83.4 85.4 
CECd cmol kg−1 – – 9.8 13( ± 0.7) 9.8 22.9 23.2( ± 0.9) 23.5 24.6 26( ± 1.7) 27.7 
Chromium mg kg−1 73.5( ± 0.9) 401–485 121.5(±7.1) 124.9( ± 8.8) 113.7(±4.0) 125.2(±4.6) 129( ± 3.5) 152.6(±3.5) 180(±4.8) 151.9( ± 6.1) 194.2(±6.7) 
Copper mg kg−1 65.4( ± 3.4) 61–216 90.4(±3.9) 86.6( ± 9.4) 81.8(±1.9) 96.7(±9.2) 101.7( ± 1.6) 91.5(±1.6) 101.6(±4.3) 110.1( ± 8.0) 113.2(±7.9) 
Lead mg kg−1 <12.5 2.4–59 <5 21.5 <5 14.9(±1.4) 13.7( ± 2.4) <5 <5 <5 <5 
Nickel mg kg−1 39.7( ± 1.9) 24–77 63.7(±2.7) 63.3( ± 5) 57.4(±0.9) 62.9(±3.8) 66.6( ± 1.9) 76(±1.9) 89.8(±3.1) 78( ± 3.5) 96.5(±3.2) 
Zinc mg kg−1 669( ± 25) 34–918 917.7 (±55.3) 922.5 ( ± 58.3) 872.9 (±4.8) 970.9 ( ± 60.5) 1,010.1 ( ± 13.7) 948.4 (±13.7) 1,056.6 (±16.8) 1,088.6 ( ± 84.1) 1,116 (±37.0) 
FS feedstock
Char
ParameterUnitThis studyLiteraturea350 °C
10 min
350 °C
20 min
350 °C
40 min
450 °C
10 min
450 °C
20 min
450 °C
40 min
600 °C
10 min
600 °C
20 min
600 °C
40 min
Char yield – – 70.4 70.1 69.3 62.6 61.3 61.2 58.3 57.8 57.7 
pH – – – 9.1 9.2( ± 0.02) 9.3 9.7 9.7( ± 0.02) 9.7 11.0 11.1( ± 0.01) 11.2 
Ash 40.1( ± 1.8) 17–59 54.5 57.2( ± 1.8) 57.5 65.6 66.9( ± 1) 66.2 68.1 72.9( ± 0.9) 73.8 
Volatile solids 48.8( ± 1.5) 43–75 26.1 23.9( ± 1.0) 23.5 13.7 12.2( ± 0.1) 13.0 8.6 6.7( ± 0.4) 7.4 
Fixed carbon 11.3( ± 0.7) 8–9 19.4 18.9( ± 1.2) 19.0 20.7 20.9( ± 0.9) 20.8 23.3 20.3( ± 0.7) 18.8 
CVb MJ kg−1 13.4( ± 1.8) 11–19 12.4(±0.8) 10.9( ± 0.5) 10.7 9.0 9.1( ± 1.0) 9.1 9.3 8.8( ± 0.3) 8.8 
CVb MJ kg-1 ash-free 22.3( ± 2.9)  27.2 25.5 25.1 26.1 27.6 27.0 29.2 32.5 33.5 
Carbon 34.9( ± 3.3) 28–42 33.3(±2.7) 33.5( ± 2.4) 34.9(±2.8) 32.8(±1.2) 27.4( ± 4.1) 31.5(±4.1) 29.8(±2.3) 28.2( ± 2.2) 27.4(±2.7) 
Carbon stability %carbon – – 58.0 66.7( ± 9.0) 66.9 82.6 75.8( ± 15.3) 81.0 118.9* 104.7*( ± 5.3) 109.2* 
Nitrogen 2.4( ± 0.3) 3–6 2.3(±0.0) 2.3( ± 0.0) 2.3(±0.0) 2.0(±0.0) 1.6( ± 0.0) 1.8(±0.0) 1.5(±0.0) 1.3( ± 0.0) 1.3(±0.0) 
Phosphorus 2.4( ± 0.0) 1–3 3.2 (±0.2) 3.3( ± 0.3) 3.1(±0.0) 3.6(±0.2) 3.8( ± 0.1) 3.5(±0.1) 3.9(±0.2) 4.0( ± 0.2) 4.2(±0.3) 
Plant-Pc g kg−1 – – 26.1 25.3( ± 1.4) 28.1 32.6 30.5( ± 0.7) 34.8 33.3 33.4( ± 1.4) 36.0 
Plant-Pc %Pd – – 82.1 75.3 89.7 91.3 80.4 98.3 86.1 83.4 85.4 
CECd cmol kg−1 – – 9.8 13( ± 0.7) 9.8 22.9 23.2( ± 0.9) 23.5 24.6 26( ± 1.7) 27.7 
Chromium mg kg−1 73.5( ± 0.9) 401–485 121.5(±7.1) 124.9( ± 8.8) 113.7(±4.0) 125.2(±4.6) 129( ± 3.5) 152.6(±3.5) 180(±4.8) 151.9( ± 6.1) 194.2(±6.7) 
Copper mg kg−1 65.4( ± 3.4) 61–216 90.4(±3.9) 86.6( ± 9.4) 81.8(±1.9) 96.7(±9.2) 101.7( ± 1.6) 91.5(±1.6) 101.6(±4.3) 110.1( ± 8.0) 113.2(±7.9) 
Lead mg kg−1 <12.5 2.4–59 <5 21.5 <5 14.9(±1.4) 13.7( ± 2.4) <5 <5 <5 <5 
Nickel mg kg−1 39.7( ± 1.9) 24–77 63.7(±2.7) 63.3( ± 5) 57.4(±0.9) 62.9(±3.8) 66.6( ± 1.9) 76(±1.9) 89.8(±3.1) 78( ± 3.5) 96.5(±3.2) 
Zinc mg kg−1 669( ± 25) 34–918 917.7 (±55.3) 922.5 ( ± 58.3) 872.9 (±4.8) 970.9 ( ± 60.5) 1,010.1 ( ± 13.7) 948.4 (±13.7) 1,056.6 (±16.8) 1,088.6 ( ± 84.1) 1,116 (±37.0) 

aBassan et al. (2013); Liu et al. (2014); Muspratt et al. (2014); Appiah Effah et al. (2015); Seck et al. (2015); Byrne et al. (2016); Gold et al. (2017a, 2017b).

bCalorific value.

cPlant available phosphorus.

dCation exchange capacity.

*Carbon stability values >100% are likely due to inaccuracies in the determination of carbon before and after H2O2 digestion.

Close Modal

or Create an Account

Close Modal
Close Modal