烘焙预处理对花生壳燃烧影响研究开题报告

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1. 研究目的与意义

现阶段我国的工业发展正处于快速发展阶段，工业的迅猛发展伴随着大量的能源消费。在全球低碳、绿色、环保的新型经济发展理念下，为进一步推进全面协调可持续发展的战略布局，开发新能源、使用清洁可再生能源、改善能源结构任重而道远。我国自古以来便是一个农业发展大国，农业产生的废料数量庞大，而农业废料资源是生物质的重要来源之一。虽然这些废料资源已经得到了一定的利用，如本课题的研究对象花生壳，现今有少部分以直接燃烧产生热量的形式投入能源利用而绝大多数仍是以废弃物的形式被人们丢弃。一方面由于炉灶燃烧花生壳的技术不完善使得利用利用效果上较差，另一方面大量花生壳的丢弃对于人们现有的生存环境也造成了一定的压力。

本课题以花生壳为研究对象，利用烘焙预处理技术对其进行预处理后使其燃烧，分析其基本燃料特性、烘焙特性及燃烧动力学特性从而提高花生壳的能源的利用率，为其它生物质能源利用提供技术经验，为节省能源消耗改善现有能源结构提供一条新的途径。若能将像花生壳这样的农业废料加以高效地利用与推广，将推动我国进入气候能源战略架构管理时代，助力于全球的节能减排行动，为当今世界的人与自然的和谐发展贡献出一份重要的力量。

2. 国内外研究现状分析

目前，生物质能的利用途径有发酵产气燃烧、作为固体燃料燃烧、发酵制成燃料乙醇等。生物质能在发达国家与发展中国家的运用中的占比已经愈来愈高。在瑞典、欧盟和巴西等国家和地区，燃料乙醇、生物质固体燃料、生物柴油、沼气等已形成大规模产业化应用。在我国，在国家政策的大力支持下已以取得一定的成果，但是生物质能源作为的新兴能源它的实际利率较低，在我国的能源体系中还没有发挥重要作用。

对于花生壳的能源化利用已涉及多个领域，如食品、胶黏剂、活性炭等均取得了一定突破。在我国花生年产量高，花生壳产量也随之增高。尽管花生壳的可用领域比较宽泛，但是就目前而言，花生壳仍没有投入大量范围的使用，大多数的花生壳仍是以被丢弃少量用于燃烧形式被处理。由于现今的花生壳可用机器进行剥壳，花生壳获取容易，对其利用前景而言国内外的研究者都比较看好，特别是在制取胶黏剂方面。

本课题所利用的烘焙预处理技术，是指在220~300℃的条件下对生物质原料进行的慢速热解预先处理过程，多以半纤维素热解为主。烘焙预处理技术会对生物质的物理和化学性质产生较大的影响，用于改善生物质低能量密度和堆积密度等，目前已越发受到国内外科研工作者的关注。早在20世纪的法国，chen和其他研究者便发现烘焙会生物质的含水量会减少，木质纤维结构会被破坏；随后couhert等也在实验中证明了这一点，而且与含水量同时发生的还有含氧量的减少以及低位热值的显著提高；pentananunt、felfli以及phanphanich与各自的研究合作人员在分别对木材、木煤球和木本生物质（桉树）的烘焙处理实验中发现，烘焙过后，木材燃烧产生的烟气、木煤球的平衡水分和生物质研磨所需的能量较烘焙预处理之前均有所减少；而prins与其他研究者发现由于在烘焙过程中主要发生脱水和脱羧基反应产生水蒸气和 co₂和其它易挥发物质，烘焙烘焙过程中生物质的h和o 含量降低，c含量增加而n含量基本不变。在我国：赵辉等研究发现，随着烘焙温度的升高生物质固体和能量产率降低；陈青等发现生物质烘焙过程能够使生物质水含量降低、木质纤维结构得到一定破坏,有利于原料的大规模存储、运输和其他后续处理，可节省能耗、提高效率；此外，邓剑等和陈应泉等发现，烘焙预处理除了可以提高生物质的可磨性外还可以提升固定碳含量、降低质量产率和能量产率并提高固体产物气化反应性。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

（1）综述当前生物质能源化利用，以及烘焙技术研究现状；

（2）学会操作使用马弗炉、灰熔点分析仪及tga等相关设备，研究花生壳基本燃料特性、烘焙预处理对花生壳燃烧特性的影响。

4. 研究创新点

对花生壳进行烘焙预处理研究，而不是对其进行单纯的干燥预处理。烘焙预处理可以对花生壳的能量密度、堆积密度、热解进行过程等产生影响，从而影响花生壳的燃烧。