温度对竹材烘焙过程中气固液三相产物组成及特性的影响-农业工程学报.PDF

第 34 卷 第 18 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.18 242 2018 年 9 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Sep. 2018 温度对竹材烘焙过程中气固液三相产物组成及特性的影响 1 1 1※ 1 2 1 张 雨 ，王浚浩 ，马中青 ，周涵芝 ，杨优优 ，张文标 （1. 浙江农林大学工程学院 浙江省竹资源与高效利用协同创新中心，临安 311300 ； 2. 浙江农林大学农业与食品科学学院，临安 311300 ） 摘 要：烘焙预处理可有效降低生物质原料的含水率和 O/C 比、提高能量密度、可磨性和疏水性，进而减少热解油中水 分和含氧化合物的含量，改善生物油的稳定性和品质。该文采用程序控温管式炉、热重-红外联用仪（TGA-FTIR ）和快 速热解-气质联用仪(PY-GC/MS)等开展生物质烘焙试验研究，研究烘焙温度（210 、240 、270 和 300 ℃）对毛竹烘焙过程 中气、固、液三相产物的特性影响。试验结果表明：（1）烘焙固体产物：随烘焙温度升高，固体产物中固定碳和 C 元素 含量显著增加，使得原料的热值从 18.85 MJ/kg 增加至 23.12 MJ/kg ，能量密度增加；O 元素含量显著减少，使得 O/C 比 值从 0.74 降低至 0.42 。（2 ）烘焙气体产物：烘焙气体成分主要为 H O、CO 、CO 和 CH 组成，其中 CO 含量最高，其 2 2 4 2 次为 H O、CH 和 CO，所有气体产物含量随烘焙温度的升高而逐渐增加。（3 ）烘焙液体产物：烘焙液体产物主要由酸类、 2 4 酮类、呋喃类、酚类以及醛类等有机物构成，其中酸类、酚类和呋喃类相对含量较高，最高可达 20.34%、22.05%和 31.42%， 酮类、醛类含量相对较少，分别占 10.43%与 8.26%，随烘焙温度升高，酸类含量先增加后减少，呋喃类、酚类、酮类含 量逐渐增加，醛类含量变化规律不显著。（4 ）基于对烘焙气、固、液体产物分析可知，竹材中的氧元素主要以H O、CO 、 2 2 CO 和有机酸等形式脱除，烘焙预处理能有效提高竹材能量密度，去除水分与含氧化合物，提高烘焙固体产物的利用价值。 研究结果可为竹材能源化利用提供参考。 关键词：烘焙；温度；竹材；生物油；热重红外联用；热解气质联用 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.18.030 中图分类号：TP391.4; S431.9 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-18-0