【摘 要】
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作为热化学方法的一种,热解可以方便地将木质纤维素生物质大分子分解为各种有价值的产品.热解多联产以获得富有价值的三态产物为目标,相对于以单一产品为主的热解技术有
【机 构】
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华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074
【出 处】
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2013年动力工程及工程热物理全国博士生学术论坛
论文部分内容阅读
作为热化学方法的一种,热解可以方便地将木质纤维素生物质大分子分解为各种有价值的产品.热解多联产以获得富有价值的三态产物为目标,相对于以单一产品为主的热解技术有显著提高经济效益与碳综合利用率的优点.本文采用TG-FTIR 联用技术,考察5 种生物质(棉杆、油菜杆、烟梗、稻壳和竹材)的热解与气体释放特性,为开发合适的热解多联产工艺提供参考依据.不同生物质进入主热解区的温度有差异：烟梗中含有极易挥发的果胶类物质,因此在190℃即开始热解,油菜杆和竹材则在212℃附近开始热解,棉杆和稻壳开始热解的温度最高,达到224℃.最大失重速率(DTGmax)与生物质干燥基挥发分(Vdb)呈现正相关的关系,而与干燥基灰分(Adb)呈现负相关的关系,Adb 对DTGmax 的影响更显著.生物质热解主要气体产物为CO2、CH4、H2O、CO 和一些有机物,这些有机物的主要官能团包括羰基、甲基、亚甲基、脂肪链烃、醚键等.当原料氮元素含量很高时,会检测到明显的含氮产物NH3、R-CNO 等.热解气体释放的反应级数为1.5,气体释放可以采用三个拟合峰进行拟合.小分子气体中,H2O 和CO2 析出活化能一般要低于CH4 和CO,CO 的析出活化能最高.棉杆中半纤维素可能会直接发生脱羧基、脱水、脱甲基支链反应而直接生成CO2、H2O 和CH4,油菜杆和烟梗半纤维素极易发生脱水反应.
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