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烘焙预处理对杉木成型燃料理化性质及热解特性的影响

2021-04-27陈登宇陈凡岑珂慧甘子玉庄晓壮

能源研究与利用 2021年2期

陈登宇,陈凡,岑珂慧,甘子玉,庄晓壮

(南京林业大学材料科学与工程学院,南京 210037)

与松散的生物质原料相比,成型燃料有许多优点,具有统一的形状,便于储存和运输,有利于后续的热解、炭化和燃烧利用[1-3]。然而,生物质压缩成型是生物质的一种物理变化,没有改变原料亲水性强、含氧量高和热值低的特点。同时,生物质成型燃料中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素,在储存过程中容易吸收水分,再次变的疏松而不易成型。因此,需要对其进行预处理以提高生物质成型燃料的品质。

生物质烘焙预处理是一种在缺氧、常压和200~300 ℃温度范围内的热处理过程[4]。在此过程中,生物质中的部分挥发分被脱除,生物质碳元素含量显著增加,氧元素含量大幅降低,能量密度逐渐增加[5-7]。由于纤维素、半纤维素的羟基官能团的大量破坏,生物质的疏水性增强,这使得它在后续储存过程中对水分的吸收强度变小[8-9]。生物质原料的烘焙预处理研究已有较多报道,但烘焙预处理对生物质成型燃料理化性质及热解特性影响的研究还较少。本文以杉木成型燃料为原料,研究烘焙预处理对其燃料品质、固体产率、疏水性和热解特性的影响,为生物质成型燃料进一步利用提供参考。

1 实验

1.1 实验原料

选取出直径(约8 mm)和长度(约6 cm)相似的杉木成型燃料作为实验原料。实验前,将成型燃料在105 ℃的烘箱内干燥6 h以上,然后冷却密封放入干燥皿内待用。

1.2 烘焙实验

烘焙实验在水平滑动式管式炉上进行。……

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