【摘要】：本文利用熱重分析儀對(duì)生物質(zhì)樣品玉米秸稈和松木鋸末分別進(jìn)行了熱解實(shí)驗(yàn)和半焦CO_2氣化實(shí)驗(yàn)和分析,在常用動(dòng)力學(xué)研究基礎(chǔ)上結(jié)合絕對(duì)反應(yīng)速率理論以及非平衡熱動(dòng)力學(xué)理論,對(duì)生物質(zhì)熱解氣化的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了深入的研究,所得主要結(jié)論如下:(1)通過(guò)利用熱重分析儀對(duì)玉米秸稈和松木鋸末進(jìn)行了不同粒徑和不同升溫速率的熱解實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:TG和DTG曲線隨升溫速率的增大均向高溫區(qū)移動(dòng);粒徑越大,生物質(zhì)樣品間的溫度梯度越大,傳熱限制越明顯。(2)在熱解實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用絕對(duì)反應(yīng)速率理論,通過(guò)Coats-Redfern積分法對(duì)主反應(yīng)區(qū)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了深入研究,求取了其活化焓1DH,及特征點(diǎn)處的活化熵與活化自由能,并求取了其反應(yīng)速率常數(shù),結(jié)果表明:活化熵1DS隨著升溫速率的增加而增大,化學(xué)反應(yīng)越加激烈;同時(shí)1DG增大,達(dá)到相同失重率所需的溫度升高,反應(yīng)所需反應(yīng)能級(jí)增加。粒徑較小時(shí),1DH降低,熱解充分,殘余半焦質(zhì)量越少。(3)利用n級(jí)反應(yīng)速率模型求取了生物質(zhì)半焦CO_2氣化反應(yīng)的活化能E、指前因子A和反應(yīng)級(jí)數(shù)。并利用布多爾分壓原理求取了CO生成量與溫度的關(guān)系。結(jié)果表明:CO的穩(wěn)定性隨反應(yīng)溫度的提高而增大,當(dāng)反應(yīng)溫度高達(dá)1223K時(shí),CO的生成量達(dá)到98%。(4)在熱分析實(shí)驗(yàn)條件下,通過(guò)利用非平衡熱動(dòng)力學(xué)原理,根據(jù)局域平衡假設(shè),對(duì)半焦CO_2氣化過(guò)程建立了熵產(chǎn)率方程,同時(shí)利用Onsager倒易關(guān)系推出反應(yīng)速率與唯象系數(shù)的關(guān)系,并對(duì)引起熵產(chǎn)率的三個(gè)不可逆因素進(jìn)行了求解分析,結(jié)果表明:傳熱熵產(chǎn)率化學(xué)反應(yīng)熵產(chǎn)率傳質(zhì)熵產(chǎn)率。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK6

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本文編號(hào)：2711128