花生壳烘焙预处理研究开题报告

全文总字数：2042字

1. 研究目的与意义

生物质作为能源直接使用存在许多问题，例如：其纤维结构强韧，使得加工工艺强度增加；生物质具有较高的含水量以及较低的能量密度，从而极大的增加了运输成本，降低了利用效率。烘焙预处理技术可以提高生物质的能量密度，降低其含水量，从而降低运输成本，是解决上述问题的有效手段。

生物质原料通过烘焙后，燃料能量密度增大，机械性能得到改善。烘焙预处理后的生物质基本与低品质煤相当，含水量降低。

生物质烘焙预处理技术拥有诸多优点，通过生物质烘焙预处理对生物质原料进行加工预处理，可有效改善生物质的研磨性能，更易与生物质的磨碎处理，提高其堆积密度和能量密度，有效降低O/C比，提高生物质的气化效率，降低生物质中的焦油含量。

2. 国内外研究现状分析

chen等^[8]就通过研究烘焙产品的特点、特性以及烘焙技术对气体成分的影响，得出了烘焙后的产品含水量会减少，其木质纤维结构也被破坏，烘焙后的生物质更易磨碎。prins等^[9]利用稻草、落叶松、柳枝等作为原料，在烘焙条件下对其动力学参数和产品特性进行了研究，结果表明生物质在烘焙过程中，n含量基本不变，而c的含量增加，h和o的含量随着烘焙过程而降低。该文献总结造成这种结果的原因是烘焙过程中生物质脱水与羧基反应产生了水蒸气、二氧化碳以及其它的易挥发性物质。

赵辉等^[10]通过对稻壳、红松、水曲柳和樟木松4种不同类型的生物质原料进行烘焙预处理实验，对这4种生物质的元素含量以及热值进行了分析，结果表明烘焙后的生物质低位热值增加，且其地位热着是随烘焙温度和反应时间的增加而增加。而生物质的固体产率和能量产率会随着烘焙温度和反应时间的增加而降低，烘焙温度在230℃是时生物质的固体产率为80~92%，烘焙温度在低于250℃范围内时，生物质的能量产率为85~90%。

陈青等^[11]通过对生物质在烘焙过程中，其固体产物的特性以及烘焙过程对气体产物品质和气化效率的影响进行了实验研究。结果表明通过生物质烘焙处理后的产品，其含水率明显下降，而且生物质内部的显微结构被破坏，更易于磨碎，有利于生物质的后续处理，降低了运输费用，节约了成本。同时，烘焙处理可以提高生物质的能量密度，o/c比会明显及降低，从而改善生物质产物的品质，提高其利用率。陈青对烘焙前后木屑的元素分析和工业分析进行了对比。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

(1) 利用元素分析仪，对燃料在烘焙预处理前后的c、h、o、n、s元素进行析，分析其前后含量的变化，并总结结果。

(2)利用马弗炉分析燃料的水分、灰分、挥发分、固定碳的组分含量

4. 研究创新点

花生壳作为生物质能源燃料，需要对花生壳的发热量、灰熔点以及元素工业分析，分析了解花生壳的燃料特性。

由于花生壳生物质燃料自身的含水率、物理结构等问题，需要对花生壳进行烘焙处理，并对烘焙后的花生壳元素含量进行分析，通过改变烘焙温度，分析不同烘焙温度条件下的燃料特性，并利用热重分析仪模拟燃烧过程，分析燃料的动力学特性。