烘焙预处理澳洲坚果壳的燃料特性及燃烧行为研究OA
Fuel Properties and Combustion Behavior of Torrefied Macadamia Nut Shells
在200~300℃范围内对澳洲坚果壳(MNS)进行不同时间的烘焙处理,探究烘焙预处理对MNS燃料特性及燃烧行为的影响.采用工业分析、元素分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析、热重(TG)分析等方法对MNS的理化性质、燃料特性和燃烧行为进行了表征.研究结果表明:烘焙后MNS的高位热值(QHHV)由20.26 MJ/kg(原料)升至26.73 MJ/kg,固定碳由21.44%增至45.38%,挥发分由78.37%降至54.08%.皮尔逊相关性分析显示烘焙温度对燃料特性变化具有主导作用,且元素组成与燃料品质之间高度耦合.综合燃烧指数(S)在300 ℃、60 min条件下仍保持2 ×10-7以上,吸水性降低系数(λHRE)达到70.5%.烘焙过程中半纤维素和纤维素逐步分解,木质素相对富集.在烘焙温度300 ℃,烘焙时间30 min的条件下,制得的样品MNS-300-30在固体产率(YS,71.29%)、能量产率(YE,88.68%)、QHHV(25.2 MJ/kg)及燃烧性能(S=2.55 × 10-7)间达到最佳平衡,表现出优异的燃料特性.
Macadamia nut shells(MNS)were torrefied at 200-300 ℃ for different times to investigate the effects of torrefaction pretreatment on the fuel characteristics and combustion behavior of MNS.The physicochemical properties,fuel characteristics,and combustion behavior of MNS were characterized using proximate analysis,ultimate analysis,Fourier transform infrared(FT-IR)spectroscopy,and thermogravimetric(TG)analysis.The results showed that after torrefaction,the higher heating value(QHHV)of MNS increased from 20.26 MJ/kg to 26.73 MJ/kg,fixed carbon content rose from 21.44%to 45.38%,and volatile matter decreased from 78.37%to 54.08%.Pearson correlation analysis revealed that torrefaction temperature played a dominant role in the changes in fuel characteristics,and there was a strong coupling between elemental composition and fuel quality.The comprehensive combustion index(S)remained above 2 × 10-7 even at 300 ℃ for 60 min,and the hygroscopic reduction efficiency(λHRE)reached 70.5%.During torrefaction,hemicellulose and cellulose were gradually decomposed,while lignin became relatively enriched.At a torrefaction temperature of 300 ℃ for a holding time of 30 min,the as-prepared sample MNS-300-30 achieved the optimal balance among solid yield(YS,71.29%),energy yield(YE,88.68%),QHHV(25.2 MJ/kg)and combustion performance(S=2.55 × 10-7),and exhibited excellent fuel characteristics.
刘海云;姚明洁;李玉琨;陈义峰;汪东;孙云娟
中国林业科学研究院林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏南京 210042||南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京 210037中国林业科学研究院林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏南京 210042||南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京 210037中国林业科学研究院林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏南京 210042||南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京 210037中国林业科学研究院林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏南京 210042||南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京 210037中石化南京化工研究院有限公司,江苏南京 210048中国林业科学研究院林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏南京 210042||南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京 210037
化学化工
澳洲坚果壳烘焙燃料特性燃烧特性
macadamia nut shelltorrefactionfuel characteristicscombustion characteristics
《林产化学与工业》 2026 (2)
1-9,9
国家重点研发计划资助项目(2022YFB4202000)江苏省生物质能源与材料重点实验室基本科研业务费(JSBEM-S-202324)
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