温度对玉米秸秆成型颗粒烘焙制备生物炭及其特性的影响

摘要

采用低温烘焙技术制备玉米秸秆成型生物炭,可解决玉米秸秆带来的环境污染及资源浪费.研究以玉米秸秆成型颗粒为原料,利用固定床反应器,制备了不同烘焙温度(250～400℃)成型生物炭,采用元素分析、工业分析、能量产率、质量产率、机械性能、疏水性、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)、元素K含量等分析生物炭特性.随烘焙温度升高,热值增加,能量产率降低,400℃时,成型生物炭热值为21.86 MJ/kg,能量产率为50.17％.成型生物炭颗粒表面裂纹增多,机械性能降低,350℃烘焙成型生物炭(CSP350)机械性能好于400℃烘焙成型生物炭(CSP400),低于成型生物质颗.烘焙生物炭疏水性提升,可贮藏于室外.成型玉米秸秆经烘焙热解发生了脱水、脱羰基、脱甲基反应,纤维素、半纤维素热解剧烈,木质素开始热解.随温度升高,其孔径呈下降趋势,比表面积增大.结果表明,玉米秸秆成型烘焙生物炭可作为优质生物燃料,适宜制备温度为300～350℃.