李伟振, 姜 洋*, 王 微, 阴秀丽, 王明峰

(1.中国科学院 广州能源研究所, 广东 广州 510640; 2.中国科学院 可再生能源重点实验室, 广东广州 510640; 3.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广东广州 510640; 4.华南农业大学 材料与能源学院, 广东 广州 510642)

生物质成型技术是在一定温度与压力作用下，将各类原来松散的生物质原料加工成形状规则、密度较大燃料的技术[1]。相比自然状态的生物质原料，成型燃料形状规则，密度可提高6～10倍[2]，不仅可显著降低生物质能源运输及存储等处理成本，还可以提高单位体积热值[3]，是生物质能源有效利用方式之一。生物质原料组分中的木质素具有非晶体的结构，没有熔点，但是存在软化点，一般在70～110 ℃时，木质素开始软化，并出现一定的黏度;200～300 ℃时，木质素呈现熔融状态，黏度变大，在一定压力下，与原料中的纤维素、半纤维素等通过分子间互相吸引和缠绕黏结成型[4]。外力取消后，由于非弹性纤维分子间的互相吸引和缠绕，仍能保持黏结的状态。冷却后强度会进一步增强，从而形成成型燃料。基于木质素的热转变特性，原料组分是影响成型效果的主要内部因素，温度是影响成型效果的主要外部因素。由于不同种类生物质木质素含量不同，故其成型难易及成型效果亦不尽相同[5]。Castellano等[6]发现木质素含量高、抽提物含量低的原料成型后的颗粒具有更好的物理性质；Lehtikangas等[7]发现针对新鲜的和储存后的树皮、锯末、采伐剩余物原料，木质素含量高的原料成型后的颗粒具有较好的机械强度；……