白云石催化成型松木的热解动力学研究
发布时间：2021-06-11 20:16
以成型松木颗粒为原料和以白云石为催化剂进行热失重试验,研究升温速率和白云石的比例对成型松木颗粒的动力学影响。结果表明,随着升温速率（10,20,30,40 K/min）的增加,松木颗粒的失重率分别减少到19.06%,20.85%,22.97%,23.69%,但对最大微分热失重的影响较为明显,从-9.05%/min增加到-35.79%/min。在升温速率30 K/min下,加入10%,15%和20%的白云石,失重率从75.81%减少到73.64%,71.56%,并且在微分热失重曲线中的失重峰从2个增加到4个,第3个和第4个失重峰是由Ca（OH）2和CaCO3分解导致的。运用Coats-Redfern法求解在不同的升温速率和不同比例的白云石下松木颗粒的动力学参数发现,随着温度的增加,表观活化能和指前因子均在减少,分别从75.38 k J/mol、19.14 min-1减少到71.15 k J/mol、17.10 min-1;随着白云石比例的增加,表观活化能和指前因子均在减少,分别从61.51 k J/m...
【文章来源】：应用化工. 2018,47(02)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
松木颗粒在不同的升温速率下的热失重曲线
应用化工第47卷以后)，主要是固体残留物(木质素)的分解，转化成半焦，失重率最终分别减少到19．06%，20．85%，22．97%，23．69%，是由于达到相同的热解终温，随着升温速率的增加，松木屑在热分析仪中的停留时间变短，进而反应不充分导致的，其对微分热失重的影响显著，从－9．05%/min增加到－35．79%/min，升温速率越高，挥发分释放越激烈。热失重曲线和微分热失重曲线峰值均随着升温速率的提高略向高温区移动，这和杨卿等［11］的结果相似。2．2白云石对松木颗粒热解过程的影响图2和图3分别为在升温速率30K/min下，10%，15%和20%条件下的白云石对松木颗粒热失重和微分热失重的影响。图2白云石的比例对松木颗粒热失重的影响Fig．2Effectoftheproportionofdolomiteonweightlossrateofpinesawdust图3白云石的比例对松木颗粒微分热失重的影响Fig．3Effectofdolomiteratioonthedifferentialpyrolysisweightlossofpinesawdust由图2可知，达到终温后，失重率从75．81%减少到73．64%，71．56%，表明添加白云石能促进热解的同时，也会影响最终失重率。由图3可知，随着白云石比例的增加，最大失重峰峰值略向高温区移动，并且从图1的2个失重峰增加到4个失重峰，是由于松木屑在热解阶段产生的小分子(H2、H2O、CH4、CO2和CO等)和白云石中的主要成分CaO发生反应，生成不稳定的CaCO3和Ca(OH)2，在温度分别为350～450℃、600～800℃时，CaCO3和Ca(OH)2发生分解反应，从而产生相对应的失重峰值［12］。因此，白云石作为催化剂，在一定温度内具有净化燃气的作用［13］。2．3松木颗粒热解的动力学参数采用Coats-Redfern法拟合成型松木颗粒热失重量最大阶段的动力学(一级反应级数)［14-19］
应用化工第47卷以后)，主要是固体残留物(木质素)的分解，转化成半焦，失重率最终分别减少到19．06%，20．85%，22．97%，23．69%，是由于达到相同的热解终温，随着升温速率的增加，松木屑在热分析仪中的停留时间变短，进而反应不充分导致的，其对微分热失重的影响显著，从－9．05%/min增加到－35．79%/min，升温速率越高，挥发分释放越激烈。热失重曲线和微分热失重曲线峰值均随着升温速率的提高略向高温区移动，这和杨卿等［11］的结果相似。2．2白云石对松木颗粒热解过程的影响图2和图3分别为在升温速率30K/min下，10%，15%和20%条件下的白云石对松木颗粒热失重和微分热失重的影响。图2白云石的比例对松木颗粒热失重的影响Fig．2Effectoftheproportionofdolomiteonweightlossrateofpinesawdust图3白云石的比例对松木颗粒微分热失重的影响Fig．3Effectofdolomiteratioonthedifferentialpyrolysisweightlossofpinesawdust由图2可知，达到终温后，失重率从75．81%减少到73．64%，71．56%，表明添加白云石能促进热解的同时，也会影响最终失重率。由图3可知，随着白云石比例的增加，最大失重峰峰值略向高温区移动，并且从图1的2个失重峰增加到4个失重峰，是由于松木屑在热解阶段产生的小分子(H2、H2O、CH4、CO2和CO等)和白云石中的主要成分CaO发生反应，生成不稳定的CaCO3和Ca(OH)2，在温度分别为350～450℃、600～800℃时，CaCO3和Ca(OH)2发生分解反应，从而产生相对应的失重峰值［12］。因此，白云石作为催化剂，在一定温度内具有净化燃气的作用［13］。2．3松木颗粒热解的动力学参数采用Coats-Redfern法拟合成型松木颗粒热失重量最大阶段的动力学(一级反应级数)［14-19］
【参考文献】：
期刊论文
[1]白云石催化松木燃料棒水蒸气气化试验[J]. 牛永红,韩枫涛,张雪峰,王丽,许嘉,陈义胜. 农业机械学报. 2016(12)
[2]生物质能与可持续发展[J]. 李维俊,高鹏. 北方环境. 2013(12)
[3]干燥前后稻壳的热解及其动力学特性[J]. 陈登宇,张栋,朱锡锋. 太阳能学报. 2010(10)
[4]麦草的热失重特性及动力学[J]. 杨卿,武书彬. 农业工程学报. 2009(03)
[5]几种生物质热解特性及动力学的对比[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖刚,李睿. 农业工程学报. 2009(01)
[6]稻秆慢速热解的需热量及动力学分析[J]. 陈祎,罗永浩,陆方,段佳. 化学工程. 2008(01)
[7]生物质三组分热解反应及动力学的比较[J]. 黄娜,高岱巍,李建伟,陈标华. 北京化工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[8]氢氧化钙和碳酸钙的测定[J]. 曹凯. 合成润滑材料. 2006(03)
[9]几种农林废弃物热裂解制取生物油的研究[J]. 王树荣,骆仲泱,董良杰,方梦祥,岑可法. 农业工程学报. 2004(02)
[10]秸秆及其主要组分的催化热解及动力学研究[J]. 宋春财,胡浩权. 煤炭转化. 2003(03)
本文编号：3225210
【文章来源】：应用化工. 2018,47(02)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
松木颗粒在不同的升温速率下的热失重曲线
应用化工第47卷以后)，主要是固体残留物(木质素)的分解，转化成半焦，失重率最终分别减少到19．06%，20．85%，22．97%，23．69%，是由于达到相同的热解终温，随着升温速率的增加，松木屑在热分析仪中的停留时间变短，进而反应不充分导致的，其对微分热失重的影响显著，从－9．05%/min增加到－35．79%/min，升温速率越高，挥发分释放越激烈。热失重曲线和微分热失重曲线峰值均随着升温速率的提高略向高温区移动，这和杨卿等［11］的结果相似。2．2白云石对松木颗粒热解过程的影响图2和图3分别为在升温速率30K/min下，10%，15%和20%条件下的白云石对松木颗粒热失重和微分热失重的影响。图2白云石的比例对松木颗粒热失重的影响Fig．2Effectoftheproportionofdolomiteonweightlossrateofpinesawdust图3白云石的比例对松木颗粒微分热失重的影响Fig．3Effectofdolomiteratioonthedifferentialpyrolysisweightlossofpinesawdust由图2可知，达到终温后，失重率从75．81%减少到73．64%，71．56%，表明添加白云石能促进热解的同时，也会影响最终失重率。由图3可知，随着白云石比例的增加，最大失重峰峰值略向高温区移动，并且从图1的2个失重峰增加到4个失重峰，是由于松木屑在热解阶段产生的小分子(H2、H2O、CH4、CO2和CO等)和白云石中的主要成分CaO发生反应，生成不稳定的CaCO3和Ca(OH)2，在温度分别为350～450℃、600～800℃时，CaCO3和Ca(OH)2发生分解反应，从而产生相对应的失重峰值［12］。因此，白云石作为催化剂，在一定温度内具有净化燃气的作用［13］。2．3松木颗粒热解的动力学参数采用Coats-Redfern法拟合成型松木颗粒热失重量最大阶段的动力学(一级反应级数)［14-19］
应用化工第47卷以后)，主要是固体残留物(木质素)的分解，转化成半焦，失重率最终分别减少到19．06%，20．85%，22．97%，23．69%，是由于达到相同的热解终温，随着升温速率的增加，松木屑在热分析仪中的停留时间变短，进而反应不充分导致的，其对微分热失重的影响显著，从－9．05%/min增加到－35．79%/min，升温速率越高，挥发分释放越激烈。热失重曲线和微分热失重曲线峰值均随着升温速率的提高略向高温区移动，这和杨卿等［11］的结果相似。2．2白云石对松木颗粒热解过程的影响图2和图3分别为在升温速率30K/min下，10%，15%和20%条件下的白云石对松木颗粒热失重和微分热失重的影响。图2白云石的比例对松木颗粒热失重的影响Fig．2Effectoftheproportionofdolomiteonweightlossrateofpinesawdust图3白云石的比例对松木颗粒微分热失重的影响Fig．3Effectofdolomiteratioonthedifferentialpyrolysisweightlossofpinesawdust由图2可知，达到终温后，失重率从75．81%减少到73．64%，71．56%，表明添加白云石能促进热解的同时，也会影响最终失重率。由图3可知，随着白云石比例的增加，最大失重峰峰值略向高温区移动，并且从图1的2个失重峰增加到4个失重峰，是由于松木屑在热解阶段产生的小分子(H2、H2O、CH4、CO2和CO等)和白云石中的主要成分CaO发生反应，生成不稳定的CaCO3和Ca(OH)2，在温度分别为350～450℃、600～800℃时，CaCO3和Ca(OH)2发生分解反应，从而产生相对应的失重峰值［12］。因此，白云石作为催化剂，在一定温度内具有净化燃气的作用［13］。2．3松木颗粒热解的动力学参数采用Coats-Redfern法拟合成型松木颗粒热失重量最大阶段的动力学(一级反应级数)［14-19］
【参考文献】：
期刊论文
[1]白云石催化松木燃料棒水蒸气气化试验[J]. 牛永红,韩枫涛,张雪峰,王丽,许嘉,陈义胜. 农业机械学报. 2016(12)
[2]生物质能与可持续发展[J]. 李维俊,高鹏. 北方环境. 2013(12)
[3]干燥前后稻壳的热解及其动力学特性[J]. 陈登宇,张栋,朱锡锋. 太阳能学报. 2010(10)
[4]麦草的热失重特性及动力学[J]. 杨卿,武书彬. 农业工程学报. 2009(03)
[5]几种生物质热解特性及动力学的对比[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖刚,李睿. 农业工程学报. 2009(01)
[6]稻秆慢速热解的需热量及动力学分析[J]. 陈祎,罗永浩,陆方,段佳. 化学工程. 2008(01)
[7]生物质三组分热解反应及动力学的比较[J]. 黄娜,高岱巍,李建伟,陈标华. 北京化工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[8]氢氧化钙和碳酸钙的测定[J]. 曹凯. 合成润滑材料. 2006(03)
[9]几种农林废弃物热裂解制取生物油的研究[J]. 王树荣,骆仲泱,董良杰,方梦祥,岑可法. 农业工程学报. 2004(02)
[10]秸秆及其主要组分的催化热解及动力学研究[J]. 宋春财,胡浩权. 煤炭转化. 2003(03)
本文编号：3225210
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