以成型松木顆粒為原料和以白云石為催化劑進行熱失重試驗,研究升溫速率和白云石的比例對成型松木顆粒的動力學影響。結果表明,隨著升溫速率（10,20,30,40 K/min）的增加,松木顆粒的失重率分別減少到19.06%,20.85%,22.97%,23.69%,但對最大微分熱失重的影響較為明顯,從-9.05%/min增加到-35.79%/min。在升溫速率30 K/min下,加入10%,15%和20%的白云石,失重率從75.81%減少到73.64%,71.56%,并且在微分熱失重曲線中的失重峰從2個增加到4個,第3個和第4個失重峰是由Ca（OH）₂和CaCO₃分解導致的。運用Coats-Redfern法求解在不同的升溫速率和不同比例的白云石下松木顆粒的動力學參數(shù)發(fā)現(xiàn),隨著溫度的增加,表觀活化能和指前因子均在減少,分別從75.38 k J/mol、19.14 min^-1減少到71.15 k J/mol、17.10 min^-1;隨著白云石比例的增加,表觀活化能和指前因子均在減少,分別從61.51 k J/m... 

【文章來源】：應用化工. 2018,47(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

松木顆粒在不同的升溫速率下的熱失重曲線

應用化工第47卷以后)，主要是固體殘留物(木質素)的分解，轉化成半焦，失重率最終分別減少到19．06%，20．85%，22．97%，23．69%，是由于達到相同的熱解終溫，隨著升溫速率的增加，松木屑在熱分析儀中的停留時間變短，進而反應不充分導致的，其對微分熱失重的影響顯著，從－9．05%/min增加到－35．79%/min，升溫速率越高，揮發(fā)分釋放越激烈。熱失重曲線和微分熱失重曲線峰值均隨著升溫速率的提高略向高溫區(qū)移動，這和楊卿等［11］的結果相似。2．2白云石對松木顆粒熱解過程的影響圖2和圖3分別為在升溫速率30K/min下，10%，15%和20%條件下的白云石對松木顆粒熱失重和微分熱失重的影響。圖2白云石的比例對松木顆粒熱失重的影響Fig．2Effectoftheproportionofdolomiteonweightlossrateofpinesawdust圖3白云石的比例對松木顆粒微分熱失重的影響Fig．3Effectofdolomiteratioonthedifferentialpyrolysisweightlossofpinesawdust由圖2可知，達到終溫后，失重率從75．81%減少到73．64%，71．56%，表明添加白云石能促進熱解的同時，也會影響最終失重率。由圖3可知，隨著白云石比例的增加，最大失重峰峰值略向高溫區(qū)移動，并且從圖1的2個失重峰增加到4個失重峰，是由于松木屑在熱解階段產生的小分子(H2、H2O、CH4、CO2和CO等)和白云石中的主要成分CaO發(fā)生反應，生成不穩(wěn)定的CaCO3和Ca(OH)2，在溫度分別為350～450℃、600～800℃時，CaCO3和Ca(OH)2發(fā)生分解反應，從而產生相對應的失重峰值［12］。因此，白云石作為催化劑，在一定溫度內具有凈化燃氣的作用［13］。2．3松木顆粒熱解的動力學參數(shù)采用Coats-Redfern法擬合成型松木顆粒熱失重量最大階段的動力學(一級反應級數(shù))［14-19］

應用化工第47卷以后)，主要是固體殘留物(木質素)的分解，轉化成半焦，失重率最終分別減少到19．06%，20．85%，22．97%，23．69%，是由于達到相同的熱解終溫，隨著升溫速率的增加，松木屑在熱分析儀中的停留時間變短，進而反應不充分導致的，其對微分熱失重的影響顯著，從－9．05%/min增加到－35．79%/min，升溫速率越高，揮發(fā)分釋放越激烈。熱失重曲線和微分熱失重曲線峰值均隨著升溫速率的提高略向高溫區(qū)移動，這和楊卿等［11］的結果相似。2．2白云石對松木顆粒熱解過程的影響圖2和圖3分別為在升溫速率30K/min下，10%，15%和20%條件下的白云石對松木顆粒熱失重和微分熱失重的影響。圖2白云石的比例對松木顆粒熱失重的影響Fig．2Effectoftheproportionofdolomiteonweightlossrateofpinesawdust圖3白云石的比例對松木顆粒微分熱失重的影響Fig．3Effectofdolomiteratioonthedifferentialpyrolysisweightlossofpinesawdust由圖2可知，達到終溫后，失重率從75．81%減少到73．64%，71．56%，表明添加白云石能促進熱解的同時，也會影響最終失重率。由圖3可知，隨著白云石比例的增加，最大失重峰峰值略向高溫區(qū)移動，并且從圖1的2個失重峰增加到4個失重峰，是由于松木屑在熱解階段產生的小分子(H2、H2O、CH4、CO2和CO等)和白云石中的主要成分CaO發(fā)生反應，生成不穩(wěn)定的CaCO3和Ca(OH)2，在溫度分別為350～450℃、600～800℃時，CaCO3和Ca(OH)2發(fā)生分解反應，從而產生相對應的失重峰值［12］。因此，白云石作為催化劑，在一定溫度內具有凈化燃氣的作用［13］。2．3松木顆粒熱解的動力學參數(shù)采用Coats-Redfern法擬合成型松木顆粒熱失重量最大階段的動力學(一級反應級數(shù))［14-19］

【參考文獻】：
期刊論文
[1]白云石催化松木燃料棒水蒸氣氣化試驗[J]. 牛永紅,韓楓濤,張雪峰,王麗,許嘉,陳義勝.  農業(yè)機械學報. 2016(12)
[2]生物質能與可持續(xù)發(fā)展[J]. 李維俊,高鵬.  北方環(huán)境. 2013(12)
[3]干燥前后稻殼的熱解及其動力學特性[J]. 陳登宇,張棟,朱錫鋒.  太陽能學報. 2010(10)
[4]麥草的熱失重特性及動力學[J]. 楊卿,武書彬.  農業(yè)工程學報. 2009(03)
[5]幾種生物質熱解特性及動力學的對比[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖剛,李睿.  農業(yè)工程學報. 2009(01)
[6]稻稈慢速熱解的需熱量及動力學分析[J]. 陳祎,羅永浩,陸方,段佳.  化學工程. 2008(01)
[7]生物質三組分熱解反應及動力學的比較[J]. 黃娜,高岱巍,李建偉,陳標華.  北京化工大學學報(自然科學版). 2007(05)
[8]氫氧化鈣和碳酸鈣的測定[J]. 曹凱.  合成潤滑材料. 2006(03)
[9]幾種農林廢棄物熱裂解制取生物油的研究[J]. 王樹榮,駱仲泱,董良杰,方夢祥,岑可法.  農業(yè)工程學報. 2004(02)
[10]秸稈及其主要組分的催化熱解及動力學研究[J]. 宋春財,胡浩權.  煤炭轉化. 2003(03)



本文編號：3225210