生物瀝青及水熱炭化對(duì)木屑成型和燃料品質(zhì)的影響.pdf

1、當(dāng)前我國(guó)生物質(zhì)成型產(chǎn)業(yè)普遍存在原料短缺、成型能耗高和成型燃料品質(zhì)不佳的問(wèn)題。本文以廢棄生物質(zhì)樟木和杉木為原料，經(jīng)粉碎后分別做如下預(yù)處理(1)摻入一定比例的生物瀝青；(2)在亞臨界條件下進(jìn)行水熱炭化，然后制備成型燃料?？疾炝松餅r青摻加量及水熱炭化溫度分別對(duì)物料成型能耗(擠壓能耗和推動(dòng)能耗)和成型燃料品質(zhì)(密度、Meyer強(qiáng)度、吸水性和燃燒特性)的影響規(guī)律，并深入分析了影響機(jī)理。研究結(jié)果表明：
　　1)木屑成型所需擠壓能耗隨著生物瀝

2、青摻加量的提高而降低，當(dāng)木屑中摻入20％生物瀝青時(shí)，擠壓能耗降低44%。生物瀝青摻加量由0%提高至5%時(shí)，推動(dòng)能耗降低較為顯著，此時(shí)樟木和杉木成型燃料的推動(dòng)能耗分別降低73%和39%，之后繼續(xù)提高生物瀝青的摻加量對(duì)推動(dòng)能耗的影響較小。成型燃料的密度隨著生物瀝青摻加量的提高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，并在5%處取得最大值，樟木和杉木成型燃料的密度最大分別為1130 kg/m3和1150 kg/m3。在溫度為30℃，相對(duì)濕度為90%環(huán)境中，生物

3、瀝青摻加量由0%為20%時(shí)，成型燃料的吸水能力持續(xù)降低，樟木和杉木成型燃料的平衡吸水率分別降低13.14%和8.33%。添加生物瀝青降低了成型燃料的著火溫度和最大燃燒速率，并擴(kuò)大有效燃燒溫度區(qū)間，從而提高了成型燃料燃燒的穩(wěn)定性和持續(xù)性。
　　2)木屑經(jīng)水熱炭化處理后，成型燃料的擠壓能耗、推動(dòng)能耗、密度、Meyer強(qiáng)度、熱值和疏水性均得到提高。其次，隨著水熱溫度由200℃提高至260℃，成型燃料的擠壓能耗、推動(dòng)能耗、Meyer強(qiáng)度、

4、熱值和疏水性呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，而成型燃料的密度則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，并在240℃有最大值。樟木生物炭和杉木生物炭成型燃料密度的最大值分別為1274 kg/m3和1213 kg/m3。木屑經(jīng)260℃水熱處理后，成型燃料的Meyer強(qiáng)度提高3.1~5.5倍，熱值增加35.1%~41.1%，平衡吸水率降低66.3%~70.2%。同時(shí)，木屑經(jīng)水熱炭化處理后，成型燃料的揮發(fā)分含量和最大燃燒速率降低，有效燃燒區(qū)間延長(zhǎng)，使得成型燃料的燃燒更為穩(wěn)定。