浸渍干燥竹原料在开放式下吸式气化炉中的气化性能评估：一种高效可再生燃料的制备策略

为应对化石燃料枯竭和气候变化，研究人员开展竹原料气化性能研究，发现浸渍预处理较干燥法能提升19.54%合成气(syngas)能量输出，使热交换器效率达98%，且焦油含量(60.76 mg/Nm3)满足内燃机应用标准，为生物质能源开发提供新思路。

　　

随着化石燃料预计150年内枯竭，全球正面临严峻的能源危机与气候挑战。化石燃料燃烧产生的二氧化碳(CO₂)排放是导致全球变暖的主因，而《巴黎协定》要求将温升控制在2°C以内。在此背景下，生物质能作为可再生资源备受关注，其中竹子因其惊人生长速度（每日1.2米）和耐旱特性，成为极具潜力的能源作物。然而传统生物质气化技术存在高压爆炸风险、操作复杂等问题，亟需开发更安全高效的转化方案。

来自印度尼西亚的研究团队在《Bioresource Technology》发表研究，创新性地采用开放式下吸式气化炉(downdraft gasifier)系统，通过对比浸渍与干燥竹原料的气化性能，发现浸渍处理能显著提升能源转化效率。研究采用ASTM E871-82标准测定含水量，通过温度传感器监测反应区温度分布，并分析合成气的热值、焦油(tar)含量等关键参数。实验所用竹材取自当地种植园，加工成2×2 cm方块样本。

【Bamboo biomass properties】

竹原料经自然风干后，干燥组含水量为9.99±0.19%，浸渍组提升至17.08±1.04%，符合气化原料要求（<20%）。

【Gasification temperature performance】

浸渍竹维持800-1000°C的稳定气化温度，而干燥竹易出现积炭导致系统故障。浸渍处理使氧化区条件更优化，反应持续性显著提升。

【Syngas composition and heating value】

浸渍竹产生的合成气中H₂和CO含量更高，能量输出提升19.54%，热交换器效率达98%，出口气体温度<50°C。

【Tar content analysis】

浸渍竹合成气焦油含量仅60.76 mg/Nm³，低于内燃机应用标准(100 mg/Nm³)，而干燥竹产物无法达标。

该研究证实浸渍预处理可替代耗时耗能的干燥工艺，使竹材成为安全经济的汽油替代燃料。通过开放式气化炉设计结合水分调控，不仅解决传统高压系统的安全隐患，更实现能源转化效率与产物质量的同步提升。特别值得注意的是，浸渍处理通过水煤气反应（温度>700°C时水与炭反应生成H₂和CO）显著提高合成气品质，这一发现为生物质能规模化应用提供了重要技术支撑。Novandri Tri Setioputro团队的研究成果，为发展中国家开发生物能源提供了切实可行的技术路线，对实现碳中和目标具有积极意义。