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低氧烘焙对杉木屑储藏中品质变化和醛酮类气体生成行为的影响

2021-03-23唐致远袁兴中奚燕妮黄忠良

中南林业科技大学学报 2021年3期

唐致远,袁兴中,曹 亮,奚燕妮,黄忠良,3,李 辉,3

(1.湖南大学,环境科学与工程学院 环境生物与控制教育部重点实验室,湖南 长沙 410082;2.湖南省林业科学院 生物与环境工程研究所,湖南 长沙 410004;3.省部共建木本油料资源利用国家重点实验室,湖南 长沙 410004)

杉树是我国南方地区重要的速生优良用材树种,占我国人工林面积的26.55%,是一种重要的林业生物质资源[1,2]。杉树枝桠和树皮等剩余物的资源化利用是提高杉树资源利用价值的重要渠道。然而,上述枝桠和树皮具有低堆积密度、低热值、高吸水性和差异性品质等缺点,不利于储藏运输和进一步的加工转化。因此,对杉木进行预处理,提高其能量密度、稳定品质、降低运输和储藏成本对我国林业生物质能产业的发展有重要意义。

烘焙是一种常用的生物质热化学预处理技术,是指在惰性气体或低氧气氛下,200~300℃的常压环境中发生的生物质轻度降解过程[3]。经过烘焙处理后,木质生物质的燃料性质可得到提高:热值变高[4],堆积密度变小[3],吸水性变小[4],储藏时品质更稳定[5],可磨性更好[4],并且大部分能量(67%~90%)仍保留在固体中[6]。此外,烘焙作为预处理,可提高木质生物质的热解产品品质,有利于生物油的储藏和精炼[7],提高合成气的品质[7],以及增加生物炭的产率[8]。在烘焙系统中引入少量氧气或空气,利用与烘焙反应平行存在的氧化反应所产生的热量可降低烘焙技术的运营成本[9],且在之前的研究中,低氧烘焙木屑和烘焙木屑的密度、热值和能量产率相似[10]。……

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