生物质焦低温氧化过程特性和无机成分的影响
发布时间：2021-01-10 09:55
低温氧化是生物质焦储存时自加热及自燃的主要机理,而生物质中的无机成分可能影响焦的低温氧化反应性,因此了解生物质焦的低温氧化过程特性和无机成分对焦低温氧化特性的影响,对于描述生物质焦的自加热过程、评价焦的自加热及自燃倾向和在生产、储存及运输时防止自燃是十分重要和必要的。为此,论文采用两组样品（玉米秸和水洗玉米秸,纤维素和含K纤维素）在不同热处理温度下热解制焦,采用两种热分析方法即非等温热重-差示热扫描量热（TGA-DSC）分析和恒温量热分析研究焦的低温氧化过程及放热特性,在结构分析基础上采用原位漫反射傅里叶变换光谱（DRIFTS）分析在等速升温和恒温加热条件下焦表面官能团的演变,通过不同焦的低温氧化特性的系统比较,探索无机成分和热处理温度对焦低温氧化特性的影响。500℃焦的非等温TGA-DSC和50℃TAM’恒温量热分析表明,在着火前的低温氧化阶段,玉米秸焦的低温氧化反应性比水洗玉米秸焦强,含K纤维素焦也略强于纤维素焦；生物质中的无机成分特别是K对生物质焦的低温氧化反应性有明显的促进作用：玉米秸水洗处理可将焦的反应放热强度降低至接近纤维素焦,说明通过对原材料的水洗处理去除活性无机成分的方...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STA449F3TGA-DSC同步热分析仪
．ＴＪ??图２－２?ＳＴＡ４４９巧ＴＧＡ－ＤＳＣ同步热分析仪??２．５恒温量热分析??为了研究更低温度下的低温氧化特性，采用恒温量热方法对各焦样的低温氧化放热特性进行分析。所采用的是瑞典雷特拉仪器公司生产的ＴＡＭ?ａｉｒ型热导式恒温微量热仪，??如图２－３所示。它是根据热导原则测量样品发生物理或化学反应时流入环境的热量。该??仪器恒温槽温度范围是－５?’Ｃ－９０?’Ｃ，有八个微量热通道，所有的量热通道都是李生型的，??各包含一个样品池和一个参比池，均配置一个材质性能稳定、传热良好的安肅瓶分别放??置待测样品和参比样，每一个安飯瓶的容积是２０?ｍｌ。通过测量二者的差热，得到待测??样品的反应热的热流及其随时间的变化。??图２－３?（ｂ）显示ＴＡＭ内部恒温量热的通道结构，实验时通过灵敏的微量热计和附??件来控制其内部温度的稳定性，其较高的稳定性和准确性使得其量热可连续进行一个月??之久。且因其测量温度范围更接近于室温，而接近室温的低温氧化对自加热过程的启动??具有决定性的作用，可反映自加热过程起始阶段的特性。因此，近年来ＴＡＭ恒温量热??分析多被用来研究接近室温的低温氧化过程ｗｎｉ。??
?第二章实验研巧方法???温度设定在实验温度（５０?°Ｃ），稳定２４?ｈ后进行实验；根据仪器的操作过程对仪器程序??进行校正，制作３０?ｍｉｎ基线；放入样品并待信号稳定后开始记录热流信号；实验结束??时对本底进行校正，Ｗ消除仪器信号漂移对测量信号数据的影响。??通过对各焦样在５０?’Ｃ的热释放特性的比较，研究各个焦的放热特性和焦中无机成??分对生物质焦低温氧化放热特性的影响，此外，结合５０?°Ｃ恒温加热过程中原位ＤＲＩＦＴＳ??分析焦表面官能团的演变特性，探索生物质焦的低温氧化特性。??２．６原位ＤＲＩＦＴＳ分析??生物质焦的低温氧化是一个复杂的物理化学反应过程，在此过程中氧气与焦的作用??在微观层面上表现为焦表面官能团的变化，因此，观察焦样表面官能团的演变可Ｗ研究??生物质焦的低温氧化过程的表面反应行为。本论文采用原位ＤＲＩＦＴＳ方法分析焦在空气??中反应时表面官能团的演变。??原位ＤＲＩＦＴＳ分析采用Ｎｉｃｏｌｅｔ?６７００光谱仪，如图２－４所示。测量波数范围为??４０００￣４００?ｃｍ￣＇，扫描次数为３２次，分辨率为４ｃｎＴｉ。ＤＲＩＦＴＳ分析主要是通过监测在??空气气氛下加热过程中焦样表面Ｃ＝０、Ｃ－Ｈ和０－Ｈ等主要官能团的演变，Ｗ研究焦的??化温氧化特性。??Ａ?ｉｋ＞?Ｍ?？雄級场巧滅巧没筋试麽孩巧戚巧巧燃坦衡浴没巧公巧心々＇?＇巧‘＜一＞，一巧６的—》??
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭自燃点测定及影响因素研究[J]. 栗娜. 分析仪器. 2014(04)
[2]生物质炭土壤改良效应研究进展[J]. 王丽渊,丁松爽,刘国顺. 中国土壤与肥料. 2014(03)
[3]钾元素对生物质主要组分热解特性的影响[J]. 武宏香,李海滨,冯宜鹏,王小波,赵增立,何方. 燃料化学学报. 2013(08)
[4]无烟煤热解过程中表面官能团的演变[J]. 黄晓宏,柳朝晖,尹志强,杨明,张泰,卢兴,郑楚光. 工程热物理学报. 2013(05)
[5]活性炭官能团对其自燃性的影响研究[J]. 徐凡,蒋剑春,孙康,刘雪梅. 可再生能源. 2012(11)
[6]生物质焦的表征及其吸附烟气中汞的研究[J]. 尹建军,段钰锋,王运军,王卉,冒咏秋,韦红旗. 燃料化学学报. 2012(04)
[7]煤炭低温氧化自燃过程指标气体影响因素关联分析[J]. 陈汝豪,王德明,曹凯. 矿业工程研究. 2012(01)
[8]加热作用对褐煤自燃过程影响的红外光谱研究[J]. 许涛,辛海会,王德明. 煤炭工程. 2012(03)
[9]碱/碱土金属对纤维素热解特性的影响[J]. 武宏香,赵增立,张伟,李海滨,何方. 农业工程学报. 2012(04)
[10]生物炭及炭基氮肥对土壤持水性能影响的研究[J]. 高海英,何绪生,耿增超,佘雕,殷金岩. 中国农学通报. 2011(24)
硕士论文
[1]生物质焦低温氧化及其动力学特性[D]. 范朋慧.东南大学 2015
本文编号：2968512
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STA449F3TGA-DSC同步热分析仪
．ＴＪ??图２－２?ＳＴＡ４４９巧ＴＧＡ－ＤＳＣ同步热分析仪??２．５恒温量热分析??为了研究更低温度下的低温氧化特性，采用恒温量热方法对各焦样的低温氧化放热特性进行分析。所采用的是瑞典雷特拉仪器公司生产的ＴＡＭ?ａｉｒ型热导式恒温微量热仪，??如图２－３所示。它是根据热导原则测量样品发生物理或化学反应时流入环境的热量。该??仪器恒温槽温度范围是－５?’Ｃ－９０?’Ｃ，有八个微量热通道，所有的量热通道都是李生型的，??各包含一个样品池和一个参比池，均配置一个材质性能稳定、传热良好的安肅瓶分别放??置待测样品和参比样，每一个安飯瓶的容积是２０?ｍｌ。通过测量二者的差热，得到待测??样品的反应热的热流及其随时间的变化。??图２－３?（ｂ）显示ＴＡＭ内部恒温量热的通道结构，实验时通过灵敏的微量热计和附??件来控制其内部温度的稳定性，其较高的稳定性和准确性使得其量热可连续进行一个月??之久。且因其测量温度范围更接近于室温，而接近室温的低温氧化对自加热过程的启动??具有决定性的作用，可反映自加热过程起始阶段的特性。因此，近年来ＴＡＭ恒温量热??分析多被用来研究接近室温的低温氧化过程ｗｎｉ。??
?第二章实验研巧方法???温度设定在实验温度（５０?°Ｃ），稳定２４?ｈ后进行实验；根据仪器的操作过程对仪器程序??进行校正，制作３０?ｍｉｎ基线；放入样品并待信号稳定后开始记录热流信号；实验结束??时对本底进行校正，Ｗ消除仪器信号漂移对测量信号数据的影响。??通过对各焦样在５０?’Ｃ的热释放特性的比较，研究各个焦的放热特性和焦中无机成??分对生物质焦低温氧化放热特性的影响，此外，结合５０?°Ｃ恒温加热过程中原位ＤＲＩＦＴＳ??分析焦表面官能团的演变特性，探索生物质焦的低温氧化特性。??２．６原位ＤＲＩＦＴＳ分析??生物质焦的低温氧化是一个复杂的物理化学反应过程，在此过程中氧气与焦的作用??在微观层面上表现为焦表面官能团的变化，因此，观察焦样表面官能团的演变可Ｗ研究??生物质焦的低温氧化过程的表面反应行为。本论文采用原位ＤＲＩＦＴＳ方法分析焦在空气??中反应时表面官能团的演变。??原位ＤＲＩＦＴＳ分析采用Ｎｉｃｏｌｅｔ?６７００光谱仪，如图２－４所示。测量波数范围为??４０００￣４００?ｃｍ￣＇，扫描次数为３２次，分辨率为４ｃｎＴｉ。ＤＲＩＦＴＳ分析主要是通过监测在??空气气氛下加热过程中焦样表面Ｃ＝０、Ｃ－Ｈ和０－Ｈ等主要官能团的演变，Ｗ研究焦的??化温氧化特性。??Ａ?ｉｋ＞?Ｍ?？雄級场巧滅巧没筋试麽孩巧戚巧巧燃坦衡浴没巧公巧心々＇?＇巧‘＜一＞，一巧６的—》??
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭自燃点测定及影响因素研究[J]. 栗娜. 分析仪器. 2014(04)
[2]生物质炭土壤改良效应研究进展[J]. 王丽渊,丁松爽,刘国顺. 中国土壤与肥料. 2014(03)
[3]钾元素对生物质主要组分热解特性的影响[J]. 武宏香,李海滨,冯宜鹏,王小波,赵增立,何方. 燃料化学学报. 2013(08)
[4]无烟煤热解过程中表面官能团的演变[J]. 黄晓宏,柳朝晖,尹志强,杨明,张泰,卢兴,郑楚光. 工程热物理学报. 2013(05)
[5]活性炭官能团对其自燃性的影响研究[J]. 徐凡,蒋剑春,孙康,刘雪梅. 可再生能源. 2012(11)
[6]生物质焦的表征及其吸附烟气中汞的研究[J]. 尹建军,段钰锋,王运军,王卉,冒咏秋,韦红旗. 燃料化学学报. 2012(04)
[7]煤炭低温氧化自燃过程指标气体影响因素关联分析[J]. 陈汝豪,王德明,曹凯. 矿业工程研究. 2012(01)
[8]加热作用对褐煤自燃过程影响的红外光谱研究[J]. 许涛,辛海会,王德明. 煤炭工程. 2012(03)
[9]碱/碱土金属对纤维素热解特性的影响[J]. 武宏香,赵增立,张伟,李海滨,何方. 农业工程学报. 2012(04)
[10]生物炭及炭基氮肥对土壤持水性能影响的研究[J]. 高海英,何绪生,耿增超,佘雕,殷金岩. 中国农学通报. 2011(24)
硕士论文
[1]生物质焦低温氧化及其动力学特性[D]. 范朋慧.东南大学 2015
本文编号：2968512
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