生物质能是仅次于石油、煤炭、天然气的能源,有绿色能源之称,具有廉价、易得、环保、可再生的特性。我国化石能源短缺,同时也是生物质资源大国,生物质能源有待于不断挖掘开发利用。由于生物质密度小、体积大、易吸水,不方便运输和贮存,燃烧热值又低,大约只相当煤的1/2,石油的1/3,利用率低。本课题运用烘焙技术,将生物质原材料进行预处理,提高热值,改善燃料特性,采用压缩成型技术,进一步提高生物质体积能量密度,便于储藏运输,为进一步的能源化利用提供基础。本文主要研究内容和结果如下:选择农林废弃物中有代表性的稻壳、玉米秸秆和桉木屑为原料,进行元素分析和工业分析。利用热分析技术,以不同升温速率(5℃/min、7.5℃/min、10℃/min)对三种原料分别进行热重分析,终温为350℃,表明,45℃~95℃有利于生物质干燥,200℃~300℃适合生物质烘焙。利用固定床烘焙装置,在温度范围150℃~350℃、烘焙时间30min条件下进行了三种物料探索性烘焙实验,结果表明:烘焙温度为225℃~250℃时,烘焙后物料质量得率约为原料2/3,能量保留率约80%以上;无粘合剂情况下,烘焙温度≤265℃的烘焙物料可成型,压片完整。利用生物质连续烘焙实验装置在200℃、220℃、240℃和260℃温度下,对物料进行了较系统连续烘焙实验研究,结果表明,与固定床烘焙相比,连续烘焙过程中物料在送料器内上下翻动,加热均匀,烘焙效果好,同批次烘焙物料色泽均匀一致。随着烘焙温度升高,烘焙物的热值逐渐升高,而质量得率逐渐减少,能量保留率也逐渐降低。烘焙温度240℃,烘焙时间35min,烘焙物的质量得率约为65%,能量保留率在86%以上,可满足物料烘焙的要求。成型实验结果表明,烘焙温度为220℃~240℃、压力为6kN和7kN时,成型柱状颗粒具有一定的抵抗破坏能力。在相同压力下,烘焙后物料成型颗粒密度有不同程度的降低,烘焙温度越高,密度越小。同种烘焙物的压缩倍数(物料成型前后密度比),与烘焙前基本相当,但不同物料的压缩倍数差距明显,玉米秸秆的8倍左右,压缩倍数最大,其次是桉木屑,5倍左右,稻壳的压缩倍数最低,大约为3倍左右。生物质烘焙后,原料的能量密度提高,水分减少,可压缩成型,为后续能源化利用提供了有效的生物质预处理方法。