生物質(zhì)微波預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)能作為第四大能源受到世界各國(guó)的普遍重視，但含水率高、含氧量高等缺點(diǎn)限制了其大規(guī)模資源化利用。因此，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行有效預(yù)處理，降低水分、提高能量品質(zhì)、改善組成結(jié)構(gòu)，從而使生物質(zhì)能夠更好地替代化石燃料。本文以我國(guó)典型的農(nóng)林廢棄物棉桿和木屑為研究對(duì)象，深入研究了微波預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)理化特性的影響，并對(duì)預(yù)處理后生物質(zhì)的熱解特性進(jìn)行了研究，為探索新的生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)提供了理論依據(jù)。
　　首先，利用微波反應(yīng)器對(duì)生物質(zhì)樣品在不同的溫度和不

2、同的初始含水率下進(jìn)行了微波干燥實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)微波干燥與常規(guī)熱風(fēng)干燥相比可以迅速降低生物質(zhì)原料的含水率，微波干燥溫度越高，干燥速率越快，同時(shí)初始含水率的增加會(huì)延長(zhǎng)微波干燥的時(shí)間，但加快了干燥速率。微波干燥可以有效增大原料的比表面積，豐富生物質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)。
　　然后，對(duì)生物質(zhì)樣品在不同溫度和停留時(shí)間下進(jìn)行低溫微波熱解實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)低溫微波熱解過程伴隨著CO、CO2和CH4等氣體的釋放，液體產(chǎn)物主要為酸、醇、醛等類物質(zhì)，較常規(guī)烘焙液體產(chǎn)物

3、復(fù)雜，固體產(chǎn)物中含氧官能團(tuán)減少，氧含量顯著降低，發(fā)熱量大幅度提高。當(dāng)達(dá)到相同高位熱值時(shí)，微波熱解所需的溫度比常規(guī)烘焙要低，最大溫差達(dá)到了40℃。隨著熱解溫度的升高，樣品的比表面積有所增大，孔隙結(jié)構(gòu)更加發(fā)達(dá)。綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，較適合的低溫微波熱解條件是：溫度不超過250℃，處理時(shí)間20min左右。
　　最后，對(duì)低溫微波處理前后生物質(zhì)的熱解特性進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)100℃微波干燥對(duì)棉桿的熱解特性幾乎沒有影響，但當(dāng)干燥溫度超過120℃