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在能源和环境的双重压力下,生物质能的开发利用逐渐得到重视,热解技术是开发利用生物质能的基础。本研究采用热重分析仪对麦秸进行热解实验,分别研究了实验条件(麦秸粒径和升温速率)、预处理方法(水洗、酸洗、碱洗、微波和超声处理)、催化剂(碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐、Al2O3、Al2O3-Na2CO3)对麦秸热解过程的影响,用动力学分析方法对麦秸热解过程进行了分析,求得麦秸热解动力学三因子—热解机制函数、活化能和指前因子,随后研究了麦秸与不同品种煤(烟煤和无烟煤)的共热解特性,分析掺混比对共热解过程的影响,并用单一升温速率法对热解过程进行动力学分析。研究结果如下:(1)分析不同粒径麦秸在不同升温速率下的热重-微分热重(TG-DTG)曲线得出,麦秸热解的最佳粒径为0.1~0.25mm,最佳升温速率为10℃/min。以单一升温速率法中Coats-Redfern法和Achar法确定麦秸热解过程机制函数为第6号函数,积分形式机理函数为g(α)=[1-(1-α)1/3]2,微分形式机理函数为f(α)=1.5(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]-1,反应级数n=2,热解过程为三维扩散(球形对称)机制控制,遵循Jander方程,热解活化能在120~170kJ/mol之间,用多重升温速率法验证求得的结果较为准确。麦秸热解过程表观活化能Ea和指前因子lnA随转化率α的变化趋势一致,说明热解过程中存在动力学补偿效应。0.1~0.25mm麦秸在10℃/min升温速率下的TG-DTG曲线表明麦秸热解过程主要分为四个阶段:干燥阶段、预热阶段、挥发分析出阶段和碳化阶段。(2)预处理中的水洗和酸洗可以提高麦秸热解产物中挥发分含量,降低热解活化能。碱处理使麦秸热解过程向低温区域移动,如氢氧化钠可使麦秸热解活化能从151.44kJ/mol降至84.09kJ/mol。微波和超声处理能够改变麦秸颗粒内部的空隙结构,促进麦秸热解,降低活化能。水洗、盐酸、磷酸、微波和超声处理后麦秸热解最概然机制函数为第7号函数,经硫酸处理后热解机制函数为第17号函数;经氢氧化钾和碳酸钠溶液浸泡后,麦秸主热解阶段所遵循的最概然机制函数为第9号函数,氢氧化钠使麦秸热解机制函数变为第36号函数。(3)碱金属盐和CaCO3能促进麦秸中半纤维素的分解,使热解DTG曲线中位于低温区域的肩峰消失。FeSO4和ZnSO4能够降低麦秸热解速率。Al2O3和Al2O3-Na2CO3使麦秸热解起始温度向高温区域移动,Al2O3可明显增大麦秸热解速率。在无机金属盐的催化作用下麦秸热解过程最概然机理函数为第7号函数,积分形式机理函数g(α)=1-2α/3-(1-α)2/3,微分形式机理函数f(α)=3/2[(1-α)1/3-1]-1,热解由三维扩散(圆柱形对称)机制控制,并且遵循G.-B.方程,FeSO4、ZnSO4、CaCl2和MgSO4能降低麦秸热解的表观活化能,其中FeSO4的效果最为明显,使活化能从135.66kJ/mol降至113.66kJ/mol。Al2O3单独作用时麦秸热解机制函数为第2号函数,热解过程由二维扩散控制,遵循Valensi方程,热解活化能增加。(4)麦秸与烟煤(无烟煤)的共热解过程中存在协同作用,麦秸对煤的热解过程同时存在促进和抑制作用,当麦秸掺混比较小时主要起促进作用,麦秸掺混比高时抑制作用较为明显。烟煤与麦秸共热解过程的机制函数为第7号函数,热解活化能位于165~175kJ/mol之间。当无烟煤与麦秸质量比为8:2时,共热解机制函数为第9号函数,热解活为203.86kJ/mol。当无烟煤与麦秸质量比为5:5和3:7时,共热解机制函数为第2号函数,热解活化能位于160~170kJ/mol之间。