综述：重新思考生物质热解中的能量传递：传统、微波和感应加热的比较见解

这篇综述系统比较了传统加热（CH）、微波加热（MH, 0.3–300 GHz）和电磁感应加热（IH, 10 kHz-10 MHz）在生物质热解中的能效差异，重点分析了三者加热机制、反应器设计及产物选择性。研究表明，IH可降低40%能耗并实现100%酚类选择性，MH则通过体积加热提升生物炭质量，为下一代生物质能转化技术提供理论支撑。

　　

加热机制对比

生物质热解的核心在于热能传递效率。传统加热依赖传导与对流，导致反应器壁与原料间存在显著温度梯度；微波加热通过极性分子（如H₂O）的偶极旋转产生内源性热源，实现原料内外同步升温；电磁感应加热则利用涡流效应（Eddy Current）和磁滞损耗（Hysteresis Loss），在导电/磁性介质中直接生成热能。实验数据显示，IH的热梯度可达200°C/mm，远高于CH的5°C/mm。

反应器设计差异

固定床反应器在CH中占主导，但存在热惯性大、控温精度低（±15°C）的缺陷。MH反应器需配备波导系统，采用SiC作为吸波介质可提升能效至80%。IH反应器创新性使用交变磁场线圈，配合Fe₃O₄催化剂时，升温速率达50°C/s，较CH提升6倍。

产物调控与催化效应

微波热解玉米秸秆时，气体产物占比达45%（CH仅28%），且H₂浓度提高2.3倍。IH处理木质素可获得100%酚类化合物，归因于其精准控温抑制了缩聚副反应。催化剂方面，分子筛（HZSM-5）在MH中促进脱氧反应，而Fe基催化剂在IH中通过磁热协同效应将生物油芳烃含量提升至78%。

能效与经济性

全生命周期评估显示，IH系统能耗为1.8 kWh/kg，较CH（3.2 kWh/kg）节省43%。MH因需专用吸波剂，设备成本高出30%，但其产物附加值可抵消投入。

未来展望

开发复合加热模式（如MH-IH联用）和多功能催化剂是突破方向。需解决MH的电磁屏蔽问题及IH对原料电导率的依赖，推动实验室成果向工业化转化。