科技日報訊 (記者劉誌偉 實習生鄒雪妍)秸稈雜草、樹木廢料,這些常被廢棄、易造成環境汙染的生物質,如何讓它們“搖身一變”成為無汙染的寶物?記者近日從華中科技大學獲悉:該校環境與工程學院肖波團隊成功將這些生物質微米化,借用粉塵爆炸原理實現可控燃燒,使可再生和低汙染的生物質代替日益短缺的化石能源成為可能。
根據粉塵爆炸原理,能夠產生粉塵爆炸的生物質顆粒的粒徑需要在400微米以下。2002年,肖波團隊首先將生物質粉碎成為250微米以下的粉體燃料,即“微米燃料”。然後用一定量的空氣與微米燃料混合形成粉塵雲,將粉塵雲噴入預先加熱的爐膛。經過多年耐心鑽研,團隊實現了固體燃料瞬間到氣體燃料的轉變,燃燒迅猛,產生高溫效應,燃燒溫度可達到1400度以上。
工業的核心就是高溫生產的過程,現代工業需要的燃燒溫度為1200度以上。即使是傳統的化石燃料,比如煤炭和天然氣,燃燒溫度也隻有1200度左右。對於生物質,傳統的處理方式是將其從模板的孔中高壓擠壓出來,變成顆粒燃料。“將生物質壓緊密實,更不容易和氧氣接觸反應,因而,燃燒的平均溫度也隻有900度左右,而且易造成環境汙染。”肖波解釋道,生物質微米燃料燃點低,比表麵積大,燃燒也更加充分。今年1月,團隊在試驗基地裏,燃燒溫度達到了1452℃高溫。
肖波說,生物質微米燃料可廣泛應用於火力發電、金屬熔煉、城鎮取暖、陶瓷生產、燃氣製備等等,可以預見,生物質微米燃料將成為21世紀新一類燃料。清華大學材料學院教授姚可夫認為,這項技術將可以結束高溫工業生產必須完全采用燃煤、燃油和燃氣的曆史。