烘焙对生物质理化性质及气化特性的影响

苏允泓，任菊荣，孙云娟，蒋剑春，，杨中志，许乐

（1 东南大学能源与环境学院，江苏 南京 210096；2 中国林业科学研究院林产化学工业研究所，江苏 南京 210042）

在能源危机和环境问题的双重压力下，对新能源的研究正在如火如荼地开展。其中，生物质因廉价易得、清洁可再生等优点备受研究者青睐[1-2]。我国国土广袤，生物质资源丰富。据估计，我国每年可作为能源利用的生物质总量约相当于4.6 亿吨标准煤[3]。若能实现生物质规模化利用，必将对我国的能源结构优化、经济稳定发展以及环境持续向好产生深远影响，但生物质资源水分含量高、亲水性强、能量密度低等缺点也使其应用范围有限。现阶段为了对生物质规模化利用，往往需要进行一定的预处理。

近年来，提质效果明显的烘焙预处理愈发受到重视。烘焙是指在常压且无氧或缺氧的条件下，反应温度为200～300℃的生物质慢速热解过程。它主要有以下优点：①改变生物质微观结构，有利于热解反应进行，提高可磨性[4]；②去除原料中大量O元素，降低O/C 和H/C，提高热值和能量密度[5]；③增强生物质疏水性和均质性[6-8]。与干燥不同，烘焙过程中发生了一些化学反应，使烘焙生物质的理化性质与原料相比有较大差异[9]。本文系统总结了烘焙对生物质理化性质以及气化特性的影响，从微观角度解释了烘焙提质的原因，并展望了烘焙的后续研究。

1 烘焙固体产物的性质

1.1 组分和元素变化

烘焙使生物质内的组分和元素含量发生了改变。……