论文标题：Grindability of Torrefied Camelina Straw and Microparticle Evaluation by Confocal Laser Scanning Microscopy for Use as Biofuel

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-3994/5/2/9

期刊名：Fuels

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/fuels

草本生物质具有替代煤炭、实现可持续绿色能源创造的潜力。过去几年中，加拿大的农业和林业残留物持续生产可再生能源、高价值化学品和材料，以支持生物经济。加拿大拥有大量未开发的可再生能源资源；加拿大超过 23% 的可再生能源总产量来自固体生物质。多项研究调查报告旨在利用农作物残茬和林业废弃物中的可再生草本材料，通过热化学过程生产固体燃料，而无需考虑原始生物质或原料方面的挑战。亚麻荠是一种能源作物，全球都对利用作物副产品进行生物能源化感兴趣。亚麻荠种子生产的生物柴油产量正在增长。航空燃料领域的研发已使亚麻荠作为一种专用能源作物发挥了重要作用。商用和军用航空公司使用亚麻荠生物喷气燃料的成功经验表明，亚麻荠是一种重要且前景广阔的航空燃料和生物能源原料。我们之前的研究表明，亚麻荠秸秆具有作为燃煤电厂中与煤共燃的燃料所需的特性。

本研究正在开展更多利用亚麻荠秸秆进行生物精炼的研究和开发，以支持生物经济的发展。包括考察了烘焙和微波吸收剂对改善生物质热化学特性和可磨性（用于生产热能、电力和增值产品）的综合影响。将两种研磨状态的亚麻荠秸秆（研磨状态，6.4 mm 筛孔）和切碎状态，并添加生物炭（添加量 0%、10% 和 20%），在实验室规模的微波反应器中，在惰性气体和氮气活化条件下，以 250 °C 和 300 °C 的烘焙温度，停留时间分别为 10、15 和 20 分钟进行烘焙。烘焙后，测定了几何平均颗粒和粒径分布、水分含量、灰分含量、体积密度和颗粒密度，并测定了添加和未添加生物炭的烘焙研磨状态和切碎状态的研磨性能值，并与原始亚麻荠秸秆进行了比较。

结果表明，两种研磨状态的亚麻荠秸秆烘焙后几何直径均有所减小。随着添加生物炭、延长停留时间和提高烘焙温度，研磨烘焙生物质所需的比能显著降低。研磨后加入生物炭的亚麻荠秸秆烘焙后，在300 °C/20 min的烘焙条件下，研磨能量最低，为34.30 kJ。通过共聚焦激光扫描显微镜对烘焙亚麻荠秸秆颗粒的表面形貌进行观察，结果表明，添加生物炭（>10%）且烘焙温度为250 °C时，表面会严重变形；而超过300 °C时，表面将出现巨大的损伤，并产生碳化物。所提出的评估烘焙碎或切碎生物质研磨性能的方法是一项很有前景的技术，它可以在现有测量的物理化学参数之外进一步表征微波烘焙生物质。添加生物炭的微波烘焙碎或切碎生物质的性能增强，能耗低，研磨过程无需额外投资成本或培训。烘焙过程中生物炭的利用有利于实现农业废弃物转化，促进可持续发展。人们特别关注提高生物质的燃烧、供热和发电产率，以及提升燃料颗粒的储存和运输性能，以实现更好的工业应用。所研究的烘焙生物质表明了其用于发电/供热或与煤混合燃烧的可行性和实用性。含或不含生物炭的烘焙碎或切碎生物质经烘焙和研磨后的平均粒径均随烘焙温度的升高而减小。与添加生物炭的烘焙碎CS相比，添加生物炭的烘焙切碎CS的研磨比能耗更低。添加生物炭可提高粉碎效率并减小颗粒尺寸，从而有可能将其压制成燃料颗粒。CLSM可作为SEM或其他显微镜方法的补充技术，用于检查生物质的表面形貌以表征燃料特性。