双燃料先进炉灶的革新设计与性能研究：生物质热解协同燃烧提升热效率及降低排放

本文推荐一款创新型双燃料先进炉灶，通过同步燃烧与热解（pyrolysis）技术实现烹饪与生物炭（biochar）生产。实验室测试显示，其水煮沸测试（WBT）热效率达22–30%（生物质）和24–30%（生物炭），ISO 19867–1:2018测试中提升至30–36%与36–40%。排放方面，PM2.5和CO达Tier 4/5标准，兼具高效与环保，为发展中国家提供清洁烹饪解决方案。

　　

Highlight

燃料分析

生物质PJ木（Prosopis Juliflora，即Kikar）样本经蒸馏水清洗、48小时干燥后，通过500 μm印度标准（IS）筛网均质化处理，确保热解与燃烧实验的重复性。

表征

表1显示PJ木与生物炭成分对比：碳含量从46%跃升至70.4%，热值（LHV）由18.6增至22.9 MJ/kg，证实生物炭能量密度显著提升。

WBT性能测试

图3展示双燃料炉灶产出的PJ木与生物炭。生物炭产率达30–40%，且燃烧时挥发性气体被回收利用，热效率较传统炉灶提高50%。

结论

本研究验证了双燃料炉灶无需外部能源即可同步生产生物炭，其封闭式热解系统避免挥发物直排环境，热效率与排放指标（PM_2.5 Tier 4、CO Tier 5）远超传统慢速热解反应器（slow pyrolysis），为农村地区提供"一石二鸟"的清洁能源方案。