在最近发表在开放获取期刊Materials上的一篇论文中，研究人员研究了利用木质颗粒的热解来生产高能燃料的可能性。该研究还确定了先前颗粒状生物质热解的增强能量参数，同时得出的结论是，固体生物燃料加工过程中粉尘爆炸的危险没有增加。

对环境可持续性和发展的替代能源的需求需要使用可再生能源，例如生物质能。一种固态生物质燃料，木屑颗粒是通过压实磨碎的木材制造的。与木片相比，颗粒在每单位体积和质量上具有更大的能量密度。它们紧凑的尺寸便于运输和储存。

热解的使用允许使用植物和废弃生物质等常见底物从生物质中获取低碳能源。热解在增加热值以及降低所用材料的体积密度方面可能是有利的。

将生物质加工成小尺寸的部分与使用碾磨或破碎设备引起的粉尘爆炸危险有关。当在氧气、可燃粉尘、粉尘云限制、粉尘颗粒扩散和点火的情况下发生自燃时，可能会导致致命的后果。通过了解木质纤维素生物质成分之间相互作用的影响，可以实现粉尘爆炸的预防和控制。本研究旨在评估使用木屑颗粒生产燃料并通过热解增加能量值。

在这项研究中，该团队使用了来自波兰市场的各种颗粒，这些颗粒由橡木锯末、针叶锯末以及由针叶和落叶锯末组成的混合颗粒组成。使用蒸馏炉 FCF 2R 对测试颗粒进行热解。然后分析样品以确定它们的物理化学参数以及粉尘爆炸性。

使用 KSEP20 设备分析粉尘爆炸性，该设备具有 20 dm 3体积的测试室，计算作为可燃材料与空气存在的可燃混合物的最大爆炸压力。使用基于热重法的 TGA 701 装置分析挥发性物质和灰分含量。

使用 Tumbler 1000 设备测试样品的机械耐久性，同时在 ICP-OES 光谱仪上测量重金属含量。使用方差分析（ANOVA）研究了相关参数再现的实验因素的影响之间的关系。分别分析每种颗粒类型的数据。

颗粒样品没有显示出氮含量，即使在热解之后也保持不变。在 500  o C 的温度和 15 分钟的维持时间下进行的热解表明碳含量最高，橡木颗粒含有 81.41%，针叶颗粒含有 85.21%，混合颗粒含有 83.32% 碳。在热解过程中，所有测试材料的氢含量都降低了，而分析的热解物的灰分含量在最长的时间和最高温度下最高。

另一方面，未经处理的颗粒对照样品和热解物之间的挥发性物质含量差异超过 40%。在测试的颗粒中没有检测到升高的重金属含量。经受热解的材料的热值显着增加。尽管处理过的生物碳的耐久性（44.34-56.14%）低于未处理的样品值（平均 98.84%），但所有测试颗粒的热改性表明相对于未处理的样品在 500° 时的热值平均增加了 56% C和15分钟的时间。

与对照样品相比，从木屑颗粒热解中获得的生物碳具有更高的最大粉尘爆炸压力，最高可达 47%，这是由于生物碳的易碎性增加以及挥发性和碳含量更高。然而，最大压力的增加率对于实施粉尘分类的变化并不显着。木质颗粒的平均爆炸性指数为 78.07 bar s -1，生物碳的平均爆炸性指数为 87.04 bar s -1。

总体而言，研究结果表明，所测试的生物炭的热解可以显着提高热值，而不会降低加工安全性。在总灰分和碳含量、温度和热解持续时间之间观察到正相关。热增值显示挥发物含量明显减少。颗粒耐久性的降低不会影响所获得的生物燃料的质量。

研究指出，热解可有效生产具有高热值特征的生物碳，同时安全生产和使用。这组作者说，木屑颗粒的热解以生产高能生物碳可能是一种有益的解决方案，在能源利用中作为一种低碳来源具有足够的吸引力，需要在这个方向进行进一步的研究。