典型生物质热解特性实验研究
发布时间：2022-01-25 18:36
为了探究不同种类生物质热解特性差异,以竹杆、玉米秸秆和梧桐叶为原料,采用热重分析仪对不同样品进行了热解失重规律研究。结果表明:生物质热解过程呈现相似的变化规律,但由于样品种类不同,不同样品呈现出失重程度和失重速率上的差异。对不同样品采用Coats-Redferm法进行动力学计算得出在主要失重阶段生物质活化能在82.13 kJ/mol～129.13 k J/mol,二级化学反应可以很好的拟合热解过程。
【文章来源】：石油化工应用. 2018,37(12)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
生物质TG曲线2000200400600800T/℃
图1生物质TG曲线图2生物质DTG曲线Fig.1TGcurveofbiomassFig.2DTGcurveofbiomass重速率最大，梧桐叶的失重速率最小。结合TG曲线可知：各类生物质的热解规律基本一致，尤其在主要热解阶段且不同种类生物质的热解过程遵循相同的反应机制。2.2生物质热解动力学参数本实验的3种生物质采用表2所示的机理函数，用Origin软件对主要失重过程进行线性拟合并求出相对应的动力学参数，3种生物质拟合曲线（见图3～图5）。表2常规固体反应动力学模式函数Tab.2Modelfunctionofconventionalsolidreactionkinetics图3不同机理函数下梧桐叶拟合曲线Fig．3FittingcurvesofChineseparasolleavesunderdifferentmechanismfunctions图4不同机理函数下玉米秸秆拟合曲线Fig.4Fittingcurvesofcornstalksunderdifferentmechanismfunctions图5不同机理函数下竹杆拟合曲线Fig.5Fittingcurveofbamboobarunderdifferentmechanismfunctions由图3～图5可知，3种生物质在机理函数为化学反应模型时都有较好的拟合且相关系数都在0.9335以上，但机理函数为扩散模型时相关系数都在0.9325以下，玉米秸秆在机理函数为D3的情况下相关系数只有0.4917，表明生物质热解用化学反应模型来求解100806040200TG/％0200400600800T/℃竹杆梧桐叶秸秆100806040200DTG/（%/min）0200400600800T/℃竹杆玉米秸秆梧桐叶反应机理函数符号G（α）f（α）一级化学反应F1-ln（1-α）（1-α）二级化学反应F2（1-α）-1-1（1-α）2三级化学反应F3（1-α）-2-!"1/2（1
曲线Fig.1TGcurveofbiomassFig.2DTGcurveofbiomass重速率最大，梧桐叶的失重速率最小。结合TG曲线可知：各类生物质的热解规律基本一致，尤其在主要热解阶段且不同种类生物质的热解过程遵循相同的反应机制。2.2生物质热解动力学参数本实验的3种生物质采用表2所示的机理函数，用Origin软件对主要失重过程进行线性拟合并求出相对应的动力学参数，3种生物质拟合曲线（见图3～图5）。表2常规固体反应动力学模式函数Tab.2Modelfunctionofconventionalsolidreactionkinetics图3不同机理函数下梧桐叶拟合曲线Fig．3FittingcurvesofChineseparasolleavesunderdifferentmechanismfunctions图4不同机理函数下玉米秸秆拟合曲线Fig.4Fittingcurvesofcornstalksunderdifferentmechanismfunctions图5不同机理函数下竹杆拟合曲线Fig.5Fittingcurveofbamboobarunderdifferentmechanismfunctions由图3～图5可知，3种生物质在机理函数为化学反应模型时都有较好的拟合且相关系数都在0.9335以上，但机理函数为扩散模型时相关系数都在0.9325以下，玉米秸秆在机理函数为D3的情况下相关系数只有0.4917，表明生物质热解用化学反应模型来求解100806040200TG/％0200400600800T/℃竹杆梧桐叶秸秆100806040200DTG/（%/min）0200400600800T/℃竹杆玉米秸秆梧桐叶反应机理函数符号G（α）f（α）一级化学反应F1-ln（1-α）（1-α）二级化学反应F2（1-α）-1-1（1-α）2三级化学反应F3（1-α）-2-!"1/2（1-α）2一维扩散D1α21/2α三维
【参考文献】：
期刊论文
[1]北方地区典型生物质的热重分析及动力学研究[J]. 杨冬,陈清文. 燃烧科学与技术. 2014(04)
[2]大田作物秸秆量评估中秸秆系数取值研究[J]. 王晓玉,薛帅,谢光辉. 中国农业大学学报. 2012(01)
[3]我国生物质能源发展现状与思考[J]. 吴创之,周肇秋,阴秀丽,易维明. 农业机械学报. 2009(01)
[4]玉米秸热解动力学研究[J]. 张晓东,许敏,孙荣峰,孙立. 燃料化学学报. 2006(01)
本文编号：3609024
【文章来源】：石油化工应用. 2018,37(12)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
生物质TG曲线2000200400600800T/℃
图1生物质TG曲线图2生物质DTG曲线Fig.1TGcurveofbiomassFig.2DTGcurveofbiomass重速率最大，梧桐叶的失重速率最小。结合TG曲线可知：各类生物质的热解规律基本一致，尤其在主要热解阶段且不同种类生物质的热解过程遵循相同的反应机制。2.2生物质热解动力学参数本实验的3种生物质采用表2所示的机理函数，用Origin软件对主要失重过程进行线性拟合并求出相对应的动力学参数，3种生物质拟合曲线（见图3～图5）。表2常规固体反应动力学模式函数Tab.2Modelfunctionofconventionalsolidreactionkinetics图3不同机理函数下梧桐叶拟合曲线Fig．3FittingcurvesofChineseparasolleavesunderdifferentmechanismfunctions图4不同机理函数下玉米秸秆拟合曲线Fig.4Fittingcurvesofcornstalksunderdifferentmechanismfunctions图5不同机理函数下竹杆拟合曲线Fig.5Fittingcurveofbamboobarunderdifferentmechanismfunctions由图3～图5可知，3种生物质在机理函数为化学反应模型时都有较好的拟合且相关系数都在0.9335以上，但机理函数为扩散模型时相关系数都在0.9325以下，玉米秸秆在机理函数为D3的情况下相关系数只有0.4917，表明生物质热解用化学反应模型来求解100806040200TG/％0200400600800T/℃竹杆梧桐叶秸秆100806040200DTG/（%/min）0200400600800T/℃竹杆玉米秸秆梧桐叶反应机理函数符号G（α）f（α）一级化学反应F1-ln（1-α）（1-α）二级化学反应F2（1-α）-1-1（1-α）2三级化学反应F3（1-α）-2-!"1/2（1
曲线Fig.1TGcurveofbiomassFig.2DTGcurveofbiomass重速率最大，梧桐叶的失重速率最小。结合TG曲线可知：各类生物质的热解规律基本一致，尤其在主要热解阶段且不同种类生物质的热解过程遵循相同的反应机制。2.2生物质热解动力学参数本实验的3种生物质采用表2所示的机理函数，用Origin软件对主要失重过程进行线性拟合并求出相对应的动力学参数，3种生物质拟合曲线（见图3～图5）。表2常规固体反应动力学模式函数Tab.2Modelfunctionofconventionalsolidreactionkinetics图3不同机理函数下梧桐叶拟合曲线Fig．3FittingcurvesofChineseparasolleavesunderdifferentmechanismfunctions图4不同机理函数下玉米秸秆拟合曲线Fig.4Fittingcurvesofcornstalksunderdifferentmechanismfunctions图5不同机理函数下竹杆拟合曲线Fig.5Fittingcurveofbamboobarunderdifferentmechanismfunctions由图3～图5可知，3种生物质在机理函数为化学反应模型时都有较好的拟合且相关系数都在0.9335以上，但机理函数为扩散模型时相关系数都在0.9325以下，玉米秸秆在机理函数为D3的情况下相关系数只有0.4917，表明生物质热解用化学反应模型来求解100806040200TG/％0200400600800T/℃竹杆梧桐叶秸秆100806040200DTG/（%/min）0200400600800T/℃竹杆玉米秸秆梧桐叶反应机理函数符号G（α）f（α）一级化学反应F1-ln（1-α）（1-α）二级化学反应F2（1-α）-1-1（1-α）2三级化学反应F3（1-α）-2-!"1/2（1-α）2一维扩散D1α21/2α三维
【参考文献】：
期刊论文
[1]北方地区典型生物质的热重分析及动力学研究[J]. 杨冬,陈清文. 燃烧科学与技术. 2014(04)
[2]大田作物秸秆量评估中秸秆系数取值研究[J]. 王晓玉,薛帅,谢光辉. 中国农业大学学报. 2012(01)
[3]我国生物质能源发展现状与思考[J]. 吴创之,周肇秋,阴秀丽,易维明. 农业机械学报. 2009(01)
[4]玉米秸热解动力学研究[J]. 张晓东,许敏,孙荣峰,孙立. 燃料化学学报. 2006(01)
本文编号：3609024
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