秸秆类生物质热解反应动力学的研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:allans
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物质热解不仅是生物质液化、气化和燃烧等转化过程中的必经步骤,而且本身也是产生高能量密度产物的独立工艺。为了提高生物质热解目标产物的产率、降低操作费用、增加生物质与一次能源的竞争力,开发用于生物质原料热解的高效催化剂势在必行。对生物质热解动力学的研究和机理推断,有助于深入了解生物质的热解行为,获得相对简单的模型可用于指导设计和实际操作运行。基于这一目的,本文对预处理秸秆类生物质的热解动力学进行了研究。 本文实验原料为四种秸秆(甜高粱茎秆残渣、棉花秆、葵花秆、大豆秆),每种秸秆分四个样品(原生物质、0.1mol/L盐酸的处理、质量百分比浓度为3%的氯化钾溶液的处理、质量百分比浓度为10%的氯化钾溶液的处理),分别在Prisl热重分析仪上在五个不同升温速率(15、25、35、45、55℃/min)下进行了热解实验,并进行了动力学参数的计算和机理的推断。文章结合国家自然科学技术基金资助项目“生物质快速热裂解主要参数对生物油产量及特性的影响”(编号:50276039)进行。 通过对热解曲线的分析得知所有样品的热解都可分为四个阶段,但每个阶段所属的温度区间因样品的差异而有所不同;盐酸酸洗对四种秸秆热解曲线的形状都产生了显著的影响,并都明显提高了挥发物的产量;3%和10%氯化钾溶液的处理对热解曲线的形状影响不大,少量氯化钾的加入有利于挥发物的形成,氯化钾增加到一定量可以提高炭产量;在同一升温速率下盐酸酸洗和氯化钾的加入使热解速率加大。 利用Ozawa法计算了所有样品主要热解区间的活化能值,基本都在110~190kJ/mol范围内;经过处理的样品主热解区间的活化能值跨度较小;随着升温速率的提高活化能值跟着提高。 Satava机理函数推断法推出甜高粱茎杆残渣原生物质和氯化钾溶液处理的甜高梁茎秆残渣热解机理属于9号机理函数-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程,三维扩散;盐酸酸洗甜高粱茎秆热解属于2号机理-Valensi方程,圆柱形对称,二维扩散;将推断出的机理函数和常用的假设机理函数F(α)=(1-α)分别代入Coats-Redfem积分法方程和Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法方程,对计算出的动力学参数进行比较,结果表明推断出的机理函数能更真实的反映生物质热解的动力学过程,而常用的假设机理函数计算出的动力学参数和实际值相差很大,所以在以后的生物质热解动力学计算中应尽量少用或不用。 Coats-Redfem积分法和Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法相结合两次筛选后,将动力学参数和Ozawa法进行比较推断出棉花秆原生物质热解属于9号机理函数-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程,三维扩散;盐酸酸洗和氯化钾溶液处理的棉花秆热解属于18号机理-Avrami-Erofeev方程,随机成核和随后生长,反应级数n=2。 Satava法推断出葵花秆原生物质和盐酸酸洗葵花秆热解最可能机理是19号机理函数-Avrami-Erofeev方程,随机成核和随后生长,反应级数n=3; 3%氯化钾溶液处理的葵花秆和10%氯化钾溶液处理的葵花秆热解的最可能机理是9号机理函数-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程,三维扩散。 Satava法推断出大豆秆原生物质热解属于19号机理函数-Avrami-Erofeev方程,随机成核和随后生长,反应级数n=3:盐酸酸洗大豆秆、3%氯化钾溶液处理的大豆秆和10%氯化钾溶液处理的大豆秆热解的最可能机理是9号机理函数-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程,三维扩散。
其他文献
铝阳极氧化膜有效地提高了铝表面的硬度和耐磨性,使铝材能够满足较苛刻环境的应用。但由于阳极氧化工艺自身特点,铝阳极氧化膜的表面存在大量微孔。微孔成为氧化膜腐蚀的诱发点
蜂巢:本能还是设计?rn自然界中一些动物建造的巢穴经常令人类的建筑师们赞叹,比如蜜蜂的蜂巢、河狸的水坝、白蚁的蚁穴等等.建筑师们甚至会仔细研究这些动物建筑中的物理学原
高性能航空发动机叶片多用镍基单晶高温合金制备,且常设计成中空结构,以适应承受高温交变载荷及散热需要,这种复杂结构的成形涉及到焊接问题。本文针对镍基单晶高温合金的成分特
利用1982-2017年5-9月大山口水文资料及巴音布鲁克气象站气象资料,分析与巴音布鲁克山区降水密切相关的径流量、降水量以及相对湿润指数等指标,对巴音布鲁克山区人工增水业务
我国是世界上主要的花生产区。多年来,花生收获机械化整体水平较低,极大地影响了花生产业的发展。随着我国花生种植面积的不断增大,花生摘果压力的不断增大,花生摘果机械在花生生
工作在红外线大气窗口8~14微米波段的长波长红外探测器在军用和民用上都有广泛而重要的用途,如热成像、跟踪制导、遥感预警和自动控制等。这是因为在8~14微米波段大气对红外线的
本文以2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑为原料,合成制备出其盐类、铵类、酰氯类及二乙胺和二硫化碳类一系列衍生物,并分别利用红外、核磁、质谱及拉曼光谱等分析手段对所得产物进行了分析
对于有头有尾的彗星的形象,人是再熟悉为过了.但近年来,科学家通过先进的探测器和望远镜发现,有极个别彗星样子真是怪极了,而且它们身上隐藏的谜团也非常多.
新时期,读者对图书信息资源的获取方式日趋多样化,其阅读需求持续增加,对图书馆的采编工作提出了新要求.基于此,本文首先阐述图书馆采编工作中的大流通模式.其次,针对大流通
刘艺(中国书协原副主席、创作评审委员会主任)守道之书以楷行草体为主,经多年探索,已形成个人面貌。其一是,结字方正、造型别致。将楷书之平正与草书之欹侧恰当融和,一望可知