玉米棉花秸秆混合热解特性研究
发布时间：2021-04-08 08:43
生物质能源具有可再生、无污染、利用方式多元化、能源产品多样化的特点,开展生物质混合热解规律的研究对生物质产业的持续发展,缓解我国能源与环境压力具有积极的作用,文章从生物质组分分析、热解反应动力学与热解产物特征三个方面研究了棉花、玉米秸秆混合热解特性。利用同步热分析仪考察分析不同混合比例下玉米、棉花秸秆混合热解特性,通过主要热解区间的热重曲线（TG）、微商热重曲线（DTG）以及扫描量热曲线（DSC）的对比分析发现,随着玉米混合比例的增加,最大失重速率对应温度向高温区靠近,同时DTG曲线形成一个尖而窄的失重峰。不同混合比例下TG/DSC曲线波动较小反映棉花、玉米秸秆可以充分混合,混合热解玉米秸秆主导效应明显,按比例叠加后发现不同比例混合后其计算失重曲线明显高于实际失重过程,热解失重过程与生物质混合比例并不是线性关系,表明棉花、玉米秸秆的混合热解特性总体上表现为这两种秸秆共同作用的结果。动力学计算结果表明,玉米、棉花秸秆混合物主要温度区间的热解过程可以用二维扩散模型很好地描述,玉米秸秆活化能为54.5KJ/mol,棉花秸秆活化能为83.5KJ/mol,不同混合比例下活化能间于两者之间,40%...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DSC技术原理图
图2.3 Design-Expert响应面优化模块g 2.3 The response surface optimization module of Design-Expert分析了当前生物质与煤混合热解研究中主要的评价方式，由混合热解过程中存在协同作用的判定也存在较大的差异。因分分析、热解反应动力学和热解产物特征三个方面研究稻秆性。
3.3.1热解实验TG/DTG-DSC曲线分析图3.1为棉花稻秆和玉米稻秆的热失重（TG)和微分热重（DTG)曲线，其热解过程分为千燥阶段、失水预热解阶段、主要热解阶段和炭化阶段。以棉花稻秆为例，在当温度低于15(rC时，主要是失水干燥过程，其化学组分基本未发生变化，陈森[⑷在纤维素、半纤维素、木质素三种组分的研究中认为这一失重现象伴随着部分半纤维素的分解释放出少量的CO、CO2以及醋酸。DTG曲线出现第一个小的失重峰，对应的DSC曲线形成吸热峰。当温度低于22(rC,预热解阶段为缓慢失重过程，并且伴随着吸热过程，这可能是生物质稻秆失去自由水和内部重组的过程，同时伴随半纤维素的热解[45]
【参考文献】：
期刊论文
[1]樟木木屑真空热解工艺的响应面法优化及生物油组分分析[J]. 樊永胜,蔡忆昔,李小华,俞宁,张蓉仙,尹海云. 林产化学与工业. 2014(06)
[2]Coats-Redfern积分法研究生物质与煤单独热解和共热解动力学特性[J]. 孙云娟,蒋剑春,王燕杰,应浩,戴伟娣,许乐. 林产化学与工业. 2014(05)
[3]废弃物生物质液化制取生物油的研究进展[J]. 张志剑,李鸿毅,朱军. 环境污染与防治. 2014(03)
[4]生物质液化技术面临的挑战与技术选择[J]. 田原宇,乔英云. 中外能源. 2014(02)
[5]基于响应面法的生物质半焦催化气化试验[J]. 杜玉照,肖军,沈来宏,俞元元,周亚运,吕潇. 中国电机工程学报. 2014(17)
[6]生物质与煤掺烧燃烧特性的实验研究[J]. 王晓钢,鲁光武,路进升. 可再生能源. 2014(01)
[7]麦秆的热解特性研究及其动力学分析[J]. 肖卓炳,郭瑞轲,郭满满. 化学世界. 2013(12)
[8]4种农林生物质的热解特性及动力学研究[J]. 樊永胜,蔡忆昔,李小华,赵卫东,俞宁,尹海云. 中国科技论文. 2013(12)
[9]响应面法优化稻壳微波裂解工艺研究[J]. 王质斌,王宇迪,赖志彬,王静,李麒龙,沈英,Roger Ruan,林向阳. 可再生能源. 2012(11)
[10]生物质热化学转化技术研究进展[J]. 匡云,段权鹏,高顺. 湖北电力. 2012(03)
博士论文
[1]棉秆直接热解炭化工艺参数试验研究[D]. 杨瑛.华中农业大学 2014
[2]环境规制、能源生产力与中国经济增长[D]. 张瑞.重庆大学 2013
[3]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物质炭化及其燃料燃烧特性研究[D]. 王永佳.山东大学 2014
[2]生物质炭活性炭的制备及其对苯酚废水吸附的研究[D]. 娄梅生.合肥工业大学 2013
[3]混合生物质灰熔融性与燃烧特性的协同研究[D]. 孙鹏.山东大学 2012
[4]基于组分分析的生物质热解特性实验研究[D]. 王芸.上海交通大学 2012
[5]响应面法在生物过程优化中的应用[D]. 黄新仁.湖南大学 2011
[6]生物质混合颗粒燃料热工特性研究[D]. 赵武子.吉林大学 2010
[7]成型生物质炭化及成型炭特性研究[D]. 傅庚福.南京林业大学 2009
[8]生物质与煤混合热解特性及硫污染物析出特性研究[D]. 尚琳琳.山东大学 2007
[9]生物质燃料常温高压致密成型技术及成型机理研究[D]. 回彩娟.北京林业大学 2006
[10]生物质热解特性及热解动力学研究[D]. 陈森.南京理工大学 2005
本文编号：3125242
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DSC技术原理图
图2.3 Design-Expert响应面优化模块g 2.3 The response surface optimization module of Design-Expert分析了当前生物质与煤混合热解研究中主要的评价方式，由混合热解过程中存在协同作用的判定也存在较大的差异。因分分析、热解反应动力学和热解产物特征三个方面研究稻秆性。
3.3.1热解实验TG/DTG-DSC曲线分析图3.1为棉花稻秆和玉米稻秆的热失重（TG)和微分热重（DTG)曲线，其热解过程分为千燥阶段、失水预热解阶段、主要热解阶段和炭化阶段。以棉花稻秆为例，在当温度低于15(rC时，主要是失水干燥过程，其化学组分基本未发生变化，陈森[⑷在纤维素、半纤维素、木质素三种组分的研究中认为这一失重现象伴随着部分半纤维素的分解释放出少量的CO、CO2以及醋酸。DTG曲线出现第一个小的失重峰，对应的DSC曲线形成吸热峰。当温度低于22(rC,预热解阶段为缓慢失重过程，并且伴随着吸热过程，这可能是生物质稻秆失去自由水和内部重组的过程，同时伴随半纤维素的热解[45]
【参考文献】：
期刊论文
[1]樟木木屑真空热解工艺的响应面法优化及生物油组分分析[J]. 樊永胜,蔡忆昔,李小华,俞宁,张蓉仙,尹海云. 林产化学与工业. 2014(06)
[2]Coats-Redfern积分法研究生物质与煤单独热解和共热解动力学特性[J]. 孙云娟,蒋剑春,王燕杰,应浩,戴伟娣,许乐. 林产化学与工业. 2014(05)
[3]废弃物生物质液化制取生物油的研究进展[J]. 张志剑,李鸿毅,朱军. 环境污染与防治. 2014(03)
[4]生物质液化技术面临的挑战与技术选择[J]. 田原宇,乔英云. 中外能源. 2014(02)
[5]基于响应面法的生物质半焦催化气化试验[J]. 杜玉照,肖军,沈来宏,俞元元,周亚运,吕潇. 中国电机工程学报. 2014(17)
[6]生物质与煤掺烧燃烧特性的实验研究[J]. 王晓钢,鲁光武,路进升. 可再生能源. 2014(01)
[7]麦秆的热解特性研究及其动力学分析[J]. 肖卓炳,郭瑞轲,郭满满. 化学世界. 2013(12)
[8]4种农林生物质的热解特性及动力学研究[J]. 樊永胜,蔡忆昔,李小华,赵卫东,俞宁,尹海云. 中国科技论文. 2013(12)
[9]响应面法优化稻壳微波裂解工艺研究[J]. 王质斌,王宇迪,赖志彬,王静,李麒龙,沈英,Roger Ruan,林向阳. 可再生能源. 2012(11)
[10]生物质热化学转化技术研究进展[J]. 匡云,段权鹏,高顺. 湖北电力. 2012(03)
博士论文
[1]棉秆直接热解炭化工艺参数试验研究[D]. 杨瑛.华中农业大学 2014
[2]环境规制、能源生产力与中国经济增长[D]. 张瑞.重庆大学 2013
[3]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物质炭化及其燃料燃烧特性研究[D]. 王永佳.山东大学 2014
[2]生物质炭活性炭的制备及其对苯酚废水吸附的研究[D]. 娄梅生.合肥工业大学 2013
[3]混合生物质灰熔融性与燃烧特性的协同研究[D]. 孙鹏.山东大学 2012
[4]基于组分分析的生物质热解特性实验研究[D]. 王芸.上海交通大学 2012
[5]响应面法在生物过程优化中的应用[D]. 黄新仁.湖南大学 2011
[6]生物质混合颗粒燃料热工特性研究[D]. 赵武子.吉林大学 2010
[7]成型生物质炭化及成型炭特性研究[D]. 傅庚福.南京林业大学 2009
[8]生物质与煤混合热解特性及硫污染物析出特性研究[D]. 尚琳琳.山东大学 2007
[9]生物质燃料常温高压致密成型技术及成型机理研究[D]. 回彩娟.北京林业大学 2006
[10]生物质热解特性及热解动力学研究[D]. 陈森.南京理工大学 2005
本文编号：3125242
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