“别再随手扔咖啡渣” 90秒后即可“重生”为高档燃料[读懂科学]
地质资源研究院开发全球首个“火焰等离子体热解”技术…可去除硫元素、处理速度最高提升至240倍
在国内，研发出一项技术，可在无需额外干燥工序的情况下，仅用90秒就将被丢弃的湿咖啡渣转化为相当于无烟煤水平的高端燃料。该技术也可应用于厨余垃圾或污泥等高含水有机废弃物处理，因此作为一种碳中和型废资源利用技术备受关注。
韩国地质资源研究院（KIGAM）表示，由首席研究员 Park Taejun 领衔的资源利用研究本部研究团队与 Godtech 股份公司共同合作，世界首次开发出“火焰等离子体热解（Flame Plasma Pyrolysis·FPP）”技术，可在不经干燥或脱脂工序的情况下，将含水率约55%的咖啡渣直接转化为高品位生物炭（Biochar）。这一消息于20日公布。
本次研究成果已刊登在化学工程领域国际学术期刊《Chemical Engineering Journal》上。
以往高含水有机废弃物的热解工艺，必须先进行为去除水分而设的预干燥工序，因而在能源成本和工艺复杂性方面存在较大局限。
研究团队通过燃烧液化石油气（LPG）与压缩空气，生成约800~900摄氏度、常压条件下的火焰等离子体，并利用其直接处理湿咖啡渣。其原理是在超高温环境下，内部水分瞬间汽化，利用由此产生的“爆米花效应（popcorn effect）”快速诱导碳化反应。
研究团队解释称，尤其是在这一过程中，水分并非单纯的去除对象，而是作为促进反应的水蒸气活化剂发挥作用，有助于形成多孔结构并提升反应速率。
实验结果显示，仅经90秒处理，研究团队就获得了29.0MJ/kg的发热量，比原始咖啡渣（21.8MJ/kg）高出约33%。这相当于一般无烟煤水平的固体燃料特性。
固定碳含量较原始咖啡渣提高了约3倍，硫元素则被完全去除，确认了其在燃烧过程中不会产生硫氧化物（SOx）的环保特性。比表面积同样大幅增加，显示其未来作为活性炭前驱体或吸附材料具有应用潜力。
据研究团队介绍，与现有水热炭化工艺相比，该技术最多可将处理时间缩短至1/240；与半炭化（托瑞法克申）工艺相比，处理时间也可缩短20倍以上。此外，相较于以电力为基础的等离子体装置，该技术能够降低能源消耗，被评价为在经济性与环保性方面实现了双重提升。
首席研究员 Park Taejun 表示：“这项技术提出了一种全新的技术范式，将废弃物从单纯的处理对象转变为高附加值能源资源。”他还称：“今后将把应用范围扩展到厨余垃圾、污泥等多种高含水有机废弃物，并通过示范性研究将其发展为可实现商业化的技术。”
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