農(nóng)業(yè)秸稈烘焙與高質(zhì)化應用耦合研究.pdf

1、生物質(zhì)能以其數(shù)量巨大、環(huán)境友好等優(yōu)點，其高質(zhì)化應用也得到了廣泛的關注。
　　 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存等缺點限制了其大規(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，本文結合973 項目“生物質(zhì)轉化為高品位燃料的基礎問題研究”，對農(nóng)業(yè)秸稈的烘焙特性、烘焙機理及其對生物質(zhì)熱解氣化等的影響關聯(lián)進行了系統(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，并結合生物質(zhì)三組分，采用熱重與紅外聯(lián)用分析儀從機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℃）對秸稈烘焙過程的影響，同時采用兩步平行模型對農(nóng)業(yè)秸稈的烘焙過程進行了熱動力學分析。研究發(fā)現(xiàn)烘焙過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、纖維素的轉化，而半纖維素熱解較快，高溫有利于生物質(zhì)烘

3、焙的進行，烘焙過程中的氣體產(chǎn)物主要為H2O、CO2以及少量C=O、C-O-C 含氧有機碳水化合物。
　　 接著，采用固定床烘焙反應系統(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)用從宏觀物理結構與微觀化學組成相結合研究了生物質(zhì)烘焙過程中產(chǎn)物的演變特性，探索了生物質(zhì)的烘焙機制。研究發(fā)現(xiàn)烘焙后秸稈表觀顏色進一步加深，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，有利于其運輸和利用；同

4、時烘焙后秸稈中含氧量明顯降低，而碳含量顯著提高，熱值也相應大幅度提升，而且烘焙后秸稈具有較好的表面孔隙結構，有利于其進一步熱化學轉化的進行；微觀化學結構表明秸稈中含氧有機官能團數(shù)量明顯減少，這對其熱解氣化產(chǎn)物的品質(zhì)提升有著重要的作用。
　　 最后，采用熱解氣化實驗與化學動力學模擬相結合探討了烘焙對秸稈的熱解、氣化等高質(zhì)化利用過程的影響，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氫化合物的含