高压CO2水热处理对香蕉假茎理化性质和燃烧特性影响
罗达1
江锋浩2
陈黎2
胡顺轩2
李俊国3
吴昌宁3
刘科4
1.南方科技大学 创新创业学院,广东 深圳 5180552.南方科技大学 化学系,广东 深圳 5180553.南方科技大学 创新创业学院,广东 深圳 518055;南方科技大学 前沿与交叉科学研究院,广东 深圳 5180554.南方科技大学 创新创业学院,广东 深圳 518055;南方科技大学 化学系,广东 深圳 518055;南方科技大学 前沿与交叉科学研究院,广东 深圳 518055
摘要：香蕉假茎废弃量大,但由于其含水量高、富含碱金属及碱土金属、能量密度低等问题,限制了燃料化利用,而高压CO2 水热处理为非蒸发湿法转化处理工艺,可高效的脱水、脱碱,并提高热值.利用电子扫描显微镜(SEM)、气体吸附分析仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)等表征手段,考察了高压CO2 水热处理对香蕉假茎理化性质及燃烧特性的影响.研究表明,随水热温度升高,固体产率降低,其高位热值增加,且最大可增至 25.76 MJ/kg.随水热温度升高,样品层间三维结构被破坏形成片状结构,随刻蚀程度的进一步加剧,进而形成新的三维网状结构.因此,样品比表面积呈现先增加,后减小,随后升高.而表观形貌复杂程度加剧,孔隙结构发达,使得样品的燃烧性能改善.与此同时,水热温度在120～200℃时,由于易燃的半纤维素与非晶纤维素解聚成小分子,直至完全消失,样品着火温度增加,综合燃烧特性指数增加.当水热温度在200～280℃时,纤维素Ⅰ开始分解并转化为热稳定性更高的纤维素II,进而样品着火温度降低,综合燃烧特性指数降低.此外,随着水热温度升高,木质素的含量增加,燃尽温度升高.利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法燃烧动力学分析,除 280℃水热样品,其余样品的平均活化能均高于原样.综合比较能量回收率及燃烧性能,经过 240℃的高压CO2 水热处理后获得的水热焦其综合理化性能最优.
关键词：理化性质燃烧特性香蕉假茎高压CO2水热处理水热温度
分类号：TK62(生物能及其利用)
资助基金：广东省引进创新创业团队资助项目(2016ZT06N532)贵州省-南方科技大学双碳合作项目(OR2206015)右力生态-南科大创新创业学院联合实验室资助项目(Y01422304)
论文发表日期：2023-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 2369-2377 )
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