在能源和環(huán)境的雙重壓力下，生物質(zhì)能的開發(fā)利用逐漸得到重視，熱解技術(shù)是開發(fā)利用生物質(zhì)能的基礎(chǔ)。本研究采用熱重分析儀對(duì)麥秸進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，分別研究了實(shí)驗(yàn)條件（麥秸粒徑和升溫速率）、預(yù)處理方法（水洗、酸洗、堿洗、微波和超聲處理）、催化劑（堿金屬鹽、堿土金屬鹽、過渡金屬鹽、Al2O3、Al2O3-Na2CO3）對(duì)麥秸熱解過程的影響，用動(dòng)力學(xué)分析方法對(duì)麥秸熱解過程進(jìn)行了分析，求得麥秸熱解動(dòng)力學(xué)三因子—熱解機(jī)制函數(shù)、活化能和指前因子，隨后研究了麥秸與不同品種煤（煙煤和無煙煤）的共熱解特性，分析摻混比對(duì)共熱解過程的影響，并用單一升溫速率法對(duì)熱解過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。研究結(jié)果如下：（1）分析不同粒徑麥秸在不同升溫速率下的熱重-微分熱重（TG-DTG）曲線得出，麥秸熱解的最佳粒徑為0.1⁰.25mm，最佳升溫速率為10℃/min。以單一升溫速率法中Coats-Redfern法和Achar法確定麥秸熱解過程機(jī)制函數(shù)為第6號(hào)函數(shù)，積分形式機(jī)理函數(shù)為g（α）=[1-（1-α）1/3]2，微分形式機(jī)理函數(shù)為f（α）=1.5（1-α）2/3[1-（1-α）1/3]-1，反應(yīng)級(jí)數(shù)n=2，熱解過程為... 

【文章來源】：吉首大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同粒徑麥秸熱解的熱重-微分熱重曲線

對(duì)麥秸的主熱解階段有明顯的影響。當(dāng)粒徑最小時(shí)（為 0~0.1mm），最大熱解速率最小，熱解最不完全。其他三個(gè)粒徑的熱解剩余量變化不大，隨著粒徑的增大，最大熱解速率依次減小，且向高溫區(qū)域移動(dòng)。從理論上講，隨著樣品粒徑增大，比表面積會(huì)逐漸減小，升溫?zé)峤膺^程中樣品內(nèi)部熱阻增大，會(huì)阻礙生物質(zhì)熱解的進(jìn)行，因此，樣品粒徑越小，其熱解效果越好[64, 65]。當(dāng)粒徑為 0.10~0.25mm、0.25~1.00mm、1.00~2.00mm 時(shí)，麥秸熱解遵循此規(guī)律，但是當(dāng)麥秸粒徑為 0~0.1mm時(shí)卻得不出此結(jié)論。這是因?yàn)楫?dāng)樣品粒徑為 0~0.1mm 時(shí)，麥秸已基本成為粉末狀態(tài)，樣品顆粒堆積密集，熱解時(shí)揮發(fā)分在穿過物料層析出的過程中受到的阻力增大，影響熱解效果，使熱解不夠徹底，影響原料的利用率[66]。因此，在進(jìn)行麥秸熱解實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意樣品粒徑的選擇，從熱解起始溫度、最大熱解速率和熱解程度等綜合因素考慮，本實(shí)驗(yàn)選取 0.1~0.25mm 為小麥秸稈熱解的最佳粒徑。2.2.2 升溫速率對(duì)麥秸熱解過程的影響圖 2.2 為 0.1~0.25mm 麥秸分別在 5、10、15、20℃/min 升溫速率下熱解得到熱重-微分熱重曲線。

0.1~0.25 10 151.44 28.040.25~1 10 166.33 31.211~2 10 153.58 28.520.1~0.25 5 120.65 21.270.1~0.25 15 150.55 28.000.1~0.25 20 145.82 26.52三維擴(kuò)散，球形對(duì)稱，減速形 α-t曲線，n=2Jander 方程2.3.3 不同轉(zhuǎn)化率下的動(dòng)力學(xué)參數(shù)多重升溫速率法中的 Flynn-Wall-Ozawa 法是引入積分機(jī)理函數(shù) g(α)建立的熱分析動(dòng)力學(xué)方法，而 Friedman 法則是引入了微分機(jī)理函數(shù) f(α)建立的，在運(yùn)用這兩種方法求活化能時(shí)需要在同一轉(zhuǎn)化率下進(jìn)行計(jì)算，因此這兩種計(jì)算方法又叫做等轉(zhuǎn)化率法。用 Flynn-Wall-Ozawa 法和 Friedman 法對(duì)在 5、10、15 和 20℃/min 4個(gè)升溫速率下得到的 TG-DTG 數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求得不同轉(zhuǎn)化率 αi(0.1~0.9)下的表觀活化能 Ea，然后將固相反應(yīng)機(jī)制函數(shù)模型代入方程（2-1）和（2-2）可以求得不同轉(zhuǎn)化率下的指前因子 lnA，Ea和 lnA 隨轉(zhuǎn)化率 α 的變化趨勢(shì)如圖 2.3 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2934033