生質焙燒物色差之研究

The Study on Colorimetric Difference of Torrefied Biomass

莊麒勳(Chi-Hsun Chuang)

指導教授 ： 林法勤

國立臺灣大學/生物資源暨農學院/森林環境暨資源學研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2013.11238

摘要

本篇研究分為二部分，第一部分為將焙燒後的生質物藉由色差計檢測，比較焙燒後生質物的顏色深淺對於其熱值與其他物理性質有無直接性的關係，目的是為了找出可以快速得知生質物焙燒程度的方法；第二部分為模擬直接混合燃燒的方式探討生質物與煤炭在不同混合比例下是否具有交互作用而使得其實際熱值與預測的熱值有差異，目的為得知生質物與煤炭混合燃燒的可行性。此外利用電子顯微鏡觀察混合燃燒後的灰分，觀察是否有不同於單獨燃燒煤炭與生質物的情況。

第一部分的研究結果顯示，隨著焙燒進行，柳杉與桉木的ΔL*值、Δb*值和色差值與熱值差異間均呈現指數性的相關，且相關性非常高（R2值最高可達0.9798）。而將柳杉顆粒所有持溫時間的數據整合後也可發現柳杉顆粒的ΔL*值、Δb*值和色差值與熱值差異同樣呈現指數性的相關，都有不錯的相關性，顯示出焙燒柳杉顆粒的持溫時間並不影響顏色差異與熱值差異之間的關係。而將試驗結果改為雙直線迴歸分析結果顯示，柳杉顆粒與桉木顆粒焙燒在260oC-300oC的操作條件下使用直線迴歸分析具有相當不錯的相關性，其中又以色差值與熱值差異之間的關係最具參考價值（柳杉顆粒的R2值為0.9285，焙燒桉木顆粒的R2值為0.9468）。

第二部分的研究結果顯示，家具廢料與煤炭重量比為2/98、5/95、10/90、60/40與80/20、稻稈與煤炭重量比為10/90的混合比例下所測得實際熱值比預測熱值低；而將家具廢料與稻稈焙燒之後再與煤炭混合燃燒的結果顯示，除了家具廢料焙燒物與煤炭重量比為80/20的混合比例下所測得實際熱值仍比預測熱值低（但P-value有明顯改善）外，生質物與煤炭在其他混合比例下的實際熱值經統計分析顯示與預測熱值沒有差異。此結果代表將生質物預先進行焙燒處理可大幅減少生質物與煤炭混燒的熱值損失。此外利用電子顯微鏡觀察混燒後的灰分發現，稻稈-煤炭的混合比例大於40/60時，會有片狀的灰分產生。

關鍵字

焙燒 ； 生質物 ； 色差 ； 熱值 ； 混合燃燒 ； 煤炭 ； 灰分

並列摘要

無資料

並列關鍵字

torrefied ； biomass ； colorimetric difference ； heating value ； co-firing ； coal

參考文獻

行政院環境保護署環境檢驗所 (2004) NIEA R214.01C 廢棄物熱值檢測方法-燃燒彈熱卡計法。

劉榮厚、牛衛生與張大雷 (2005) 生物質熱化學轉換技術。化學工業出版社：30-32頁。

Bergman, P. C. A., A. R. Boersma, R. W. R. Zwart, and J. H. A. Kiel (2005) Torrefaction for biomass co-firing in existing coal-fired power stations. ECN C-05-013.

Chen, W. H., and J. S. Wu (2009) An evaluation on rice husk and pulverized coal blends using a drop tube furnace and a thermogravimetric analyzer for application to a blast furnace. Energy 34: 1458-1466.

Chen, W. H., and P. C. Kuo (2010) A study on torrefaction of various biomass materials and its impact on lignocellulosic structure simulated by a thermogravimetry. Energy 35: 2580-2586.