農(nóng)業(yè)秸稈烘焙與高質(zhì)化應(yīng)用耦合研究.pdf

1、生物質(zhì)能以其數(shù)量巨大、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，其高質(zhì)化應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注。
　　 然而由于生物質(zhì)自身的分散性大、水分高、能量密度低以及不易儲(chǔ)存等缺點(diǎn)限制了其大規(guī)模工業(yè)化利用，而烘焙處理能有效的降低生物質(zhì)的水分、提高生物質(zhì)的能量密度。
　　 鑒于此，本文結(jié)合973 項(xiàng)目“生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位燃料的基礎(chǔ)問(wèn)題研究”，對(duì)農(nóng)業(yè)秸稈的烘焙特性、烘焙機(jī)理及其對(duì)生物質(zhì)熱解氣化等的影響關(guān)聯(lián)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，這為生物質(zhì)烘焙工藝的優(yōu)化提供了重要的數(shù)

2、據(jù)參考，對(duì)生物質(zhì)高質(zhì)化利用也有著重要的意義。
　　 首先，選取多種典型的農(nóng)業(yè)秸稈為樣品，并結(jié)合生物質(zhì)三組分，采用熱重與紅外聯(lián)用分析儀從機(jī)理層面研究了秸稈生物質(zhì)的烘焙特性及不同烘焙終溫（200、230、260和290℃）對(duì)秸稈烘焙過(guò)程的影響，同時(shí)采用兩步平行模型對(duì)農(nóng)業(yè)秸稈的烘焙過(guò)程進(jìn)行了熱動(dòng)力學(xué)分析。研究發(fā)現(xiàn)烘焙過(guò)程主要為秸稈的脫水干燥（<200℃）、半纖維素的熱解及少量木質(zhì)素、纖維素的轉(zhuǎn)化，而半纖維素?zé)峤廨^快，高溫有利于生物質(zhì)烘

3、焙的進(jìn)行，烘焙過(guò)程中的氣體產(chǎn)物主要為H2O、CO2以及少量C=O、C-O-C 含氧有機(jī)碳水化合物。
　　 接著，采用固定床烘焙反應(yīng)系統(tǒng)與激光粒度分析儀、傅里葉拉曼紅外光譜分析儀、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀以及比表面積分析儀等聯(lián)用從宏觀物理結(jié)構(gòu)與微觀化學(xué)組成相結(jié)合研究了生物質(zhì)烘焙過(guò)程中產(chǎn)物的演變特性，探索了生物質(zhì)的烘焙機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)烘焙后秸稈表觀顏色進(jìn)一步加深，逐漸由纖維狀向球形發(fā)展，且更易脆，經(jīng)研磨后顆粒更均勻，有利于其運(yùn)輸和利用；同

4、時(shí)烘焙后秸稈中含氧量明顯降低，而碳含量顯著提高，熱值也相應(yīng)大幅度提升，而且烘焙后秸稈具有較好的表面孔隙結(jié)構(gòu)，有利于其進(jìn)一步熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的進(jìn)行；微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)表明秸稈中含氧有機(jī)官能團(tuán)數(shù)量明顯減少，這對(duì)其熱解氣化產(chǎn)物的品質(zhì)提升有著重要的作用。
　　 最后，采用熱解氣化實(shí)驗(yàn)與化學(xué)動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合探討了烘焙對(duì)秸稈的熱解、氣化等高質(zhì)化利用過(guò)程的影響，以期尋求最佳的烘焙工藝系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)烘焙使得秸稈熱解液化加快，熱解油中水分和含氧碳?xì)浠衔锏暮?/p>