松塔热解特性及其产物研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:soloviola
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我国松科植物分布广泛,松塔为松科松属植物的球果,内含松籽,在松籽加工过程中产生了大量的废弃松塔。同时,我国能源与环境的矛盾突出,开发生物质能源是缓解这一矛盾的有效途径之一。因此,本论文以松塔为研究对象,采用苯醇抽提的方法,分离提取了松塔的抽提物和抽提残渣,在对抽提物提取前后的松塔热解特性的研究基础上,进行了松塔热解试验研究,探究了热解终温和升温速率对松塔固、液、气三相产物得率及产物特性的影响规律。主要研究结论如下:(1)松塔的热解特性和热解活化能受抽提物的影响较大,松塔原料热重DTG曲线相较于抽提残渣,在主要热解区间存在两个较为明显的肩峰,分别存在于306℃和450℃左右,均与抽提物热解相关;抽提残渣的热解活化能的变化滞后于松塔原料,并且抽提残渣热解所需活化能高于松塔原料。(2)热重红外联用(TG-FTIR)分析发现,除CO2外,松塔原料热解过程中各产物的最大吸收峰均高于抽提残渣;松塔原料的挥发性产物含量在450℃左右存在突然骤降的情况;而当抽提残渣热解温度高于450℃后,其挥发性产物含量随着温度增加有一个增加的过程。抽提物在450℃左右基本热解挥发完毕使得松塔原料的热解活化能增大,导致了松塔原料热解挥发性产物含量骤降。(3)松塔热解试验研究发现,松塔热解所得固、液、气三相产物的得率分别在28.2%~45.7%,30.8%~44.9%,22.9%~26.8%之间;热解终温和升温速率的增加都会引起固体产物得率的降低和液体、气体产物得率的增加;固体产物的低位热值随着热解终温的增加而增加,从28920 kJ·kg-1增加到30460 kJ·kg-1;液体产物pH值随着热解终温和升温速率的增加而上升,酸性逐步降低;在热解终温700℃,升温速率20℃/min的条件下,液体产物主要含有酸类、酚类、含氮化合物、醛类、醇类和酮类物质,热解累积气体热值达到最大值,为9770 kJ/m3;程序升温速率80℃/min下,对松塔热解过程气体产物的研究显示,气体热值先增后降,实验过程中气体热值最高区间在638 s~668 s之间,整体热值高于10834kJ/m3,668 s时气体热值达到最大值11064 kJ/m3;热解过程最高热值区间内的气体热值高于热解累积气体最高热值。
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