烘焙对生物质热解产物特性的影响

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1、第29卷第20期农业工程学报Vol.29No.202142013年10月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringOct.2013烘焙对生物质热解产物特性的影响※杨晴，梅艳阳，郝宏蒙，杨海平，王贤华，陈汉平（华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074）摘要：烘焙可有效地降低生物质中的水分和氧，对其热解过程有显著的影响。该文主要研究了烘焙温度（200，230，260，290℃）对生物质热解过程及产物特性的影响行为及影响机制；研究发现烘焙能改善热解产物的品质，随着烘焙温度的升高，热解合成气中CO含量由48%逐渐

2、减少到34%，CH4和H2增加，其中H2含量最大增加了77.4%，而液体产物中，乙酸和水分含量逐渐减小，水分含量最大减少了42.8%，而酚类产物的含量明显增加，有利于生物油品质的提高。该研究为烘焙技术的发展和生物质高效热化学转化提供科学参考。关键词：热解，纤维素，木质素，烘焙，生物油doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.20.028中图分类号：TK16文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-20-0214-06杨晴，梅艳阳，郝宏蒙，等.烘焙对生物质热解产物特性的影响[J].农业工程学报，2013，29(20)：214－219.YangQ

3、ing,MeiYanyang,HaoHongmeng,etal.Effectoftorrefactiononcharacteristicsofpyrolyticproductsofbiomass[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2013,29(20):214－219.(inChinesewithEnglishabstract)化致密球的生产工艺，发现致密化与烘焙工艺结合0引言[13]后，整体经济性得到提高，Kim等研究了黄杨屑在生物质能众多转化利用技

4、术中，生物质热解烘焙后的物理和化学特性，得出烘焙提高了生物质[1-3][14]被广泛研究。热解产生的液体燃料称为热解油，的物化燃烧特性，Fisher等比较了柳树块烘焙前具有便于储存和运输，灰分含量低等优点，但同时后的燃烧和气化特性，发现烘焙降低了生物焦的活也有水分含量大，氧含量高，黏度大，腐蚀性强等[15]性，Couhert等研究山毛榉材烘焙前后的气流床[4-6]缺点。因此采用合理的预处理方式解决上述问题气化时发现，烘焙后气化气中CO和H2的产量明显[7]成为当前的研究热点之一。Meng指出烘焙是一种提高（7%～20%），而且气化气品质的随着烘焙预[8]潜在的提高热解生物油品质的方

5、法。处理温度的提高而得到越来越明显的改善。所以烘焙生物质烘焙是一种低温（200～300℃）、常压、对物料的燃烧，气化等利用都产生显著影响。但是，[9]惰性氛围下的慢速热解过程。Phanphanich等发现目前对于烘焙后物料热解特性的研究还鲜有报道，本随烘焙温度升高，木屑中的H、O元素明显减少，文基于烘焙后的棉杆为研究对象，在固定床上进行热而C元素逐渐增加，热值也从18.46MJ/kg增加到解试验，研究烘焙对热解产物的影响，为烘焙技术的[10]300℃的25MJ/kg，Prins等以柳枝和落叶松等木发展和生物质高效热化学转化提供科学参考。屑为研究对象，利用热重以及半工业化的试验平台1

6、试验样品及试验方法进行了燃烧特性的研究，发现烘焙样品燃烧时排放的烟气量相比于原样的燃烧有了明显的降低，1.1原料选取与制备[11]Shang等认为烘焙对提高生物质成型燃料的品质试验选取烘焙前后的棉杆为原料，经粉碎和筛[12]有积极的影响，Agar等通过比较不同的3种商业分之后选取<60目的粉末颗粒备用。烘焙试验在管式炉上进行，采用高纯N2为载气，N2流量为收稿日期：2013-07-17修订日期：2013-08-29300mL/min；选取的烘焙温度分别为：200、230、基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）课题（2012AA051803）；260、290℃；管式炉达到目标

7、温度后，迅速将6g国家自然科学基金项目（51306067）；中央高校基本科研业务费资助（2012QN175）的棉杆粉末推至反应器中央恒温段，并在此温度下作者简介：杨晴（1983－），女，湖北京山人，讲师，主要从事生物保温30min。原料的元素分析和工业分析分别采用质热转化理论及技术研究。武汉华中科技大学煤燃烧国家重点实验德国Vario公司生产的EL-2型元素分析仪和西班牙室，430074。LasNavas公司生产的SDTGA-2000型工业分析仪※通信作者：杨海平（1