棉花秸秆与核桃壳成型块状燃料的发热特性研究

来源：环境工程技术学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：王会婧, 吐尔逊·吐尔洪, 再吐尼古丽·库尔班, 王卉, 阿布力克木·吾布力达

摘要：为缓解化石燃料造成的环境污染问题，以产量大的棉花秸秆和产量少的核桃壳为原料，在120 ℃下，利用双面加热成型机制备了生物质成型块状燃料，分析了燃料的发热量、密度、组分、抗跌碎强度、疏水性能和热解特性，并根据国家农业行业标准NY/T 2909—2016《生物质固体成型燃料质量分级》评价了燃料的品质。结果表明：高压混合成型的燃料含硫量被降低、密度明显提高，纤维素、半纤维素和木质素的结构发生显著变化，颗粒间分子间力增强。当棉花秸秆与核桃壳质量比（棉秆∶核桃壳）为9∶1，在15 t压力下成型的燃料的低位发热量（LHV）达18.76 MJ/kg；当棉秆∶核桃壳为8∶2，压力为15 t时，成型燃料具有最大堆积密度（1.222 g/cm3）和能量密度（3.76 GJ/m3）。成型燃料的机械稳定性更好，抗跌碎强度均在98%以上，疏水性能明显增强，所有样品LHV、密度、灰分和水分等指标达到了非木质生物质B1级块状燃料的要求。热重和红外分析结果解释高温压缩导致生物质分子结构和分子间力的变化，从而改变生物质固体燃料的热量、密度和固定碳残留物。年产量为3 600 t的中型工厂燃料产品的成本价为273.3元/t。核桃壳、棉秆∶核桃壳为9∶1成型的块状燃料从原料成分、价位和发热量角度考虑，均可以作为本地区固体燃料的优选品。

关键词：棉花秸秆, 核桃壳, 生物质颗粒燃料, 发热特性