遼寧北票山區(qū)荊條遍布,其作為生物能源石油草種,具有含油率和熱值較高的特點(diǎn)。目前尚處于未開發(fā)利用階段,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究較少,具有一定的開發(fā)潛力。本文以荊條為研究對(duì)象,利用熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法對(duì)荊條進(jìn)行表征和分析,通過熱重試驗(yàn)和熱重紅外（TG-FTIR）技術(shù)研究其熱解特性、熱解氣體產(chǎn)物和熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué),同時(shí)在N2氣氛下利用固定床試驗(yàn)臺(tái)考察實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)熱解三態(tài)產(chǎn)物的組成影響和分布規(guī)律,以及CO2氣氛下高溫?zé)峤馍锾康难芯俊Ｊ紫葘?duì)荊條樣品的理化性質(zhì)進(jìn)行分析,結(jié)果表明其具有較高的揮發(fā)分（73.83%）、較低的灰分（1.65%）、較高的C、H、O含量和微量的S含量的特點(diǎn),熱值為17565.06 kJ/kg,具有良好的燃料性;生化組成成分按含量高低為纖維素（40.2%）>半纖維素（34.6%）>木質(zhì)素（21.1%）。其次采用TG-FTIR技術(shù)對(duì)荊條在N2氣氛、升溫速率為20℃/min的條件下進(jìn)行熱解,分析其熱解過程和熱解揮發(fā)性產(chǎn)物的析出特性,并在相同熱重試驗(yàn)條件下與秸稈和稻殼的熱解特性進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:荊條熱解過程可分為四個(gè)階段,即失水干燥階段,預(yù)熱解過渡階段,熱解揮發(fā)分析出階段,熱解炭化階段... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１全球一次能源消費(fèi)量份額??

?第２章實(shí)驗(yàn)儀器與試驗(yàn)方法???２．３研究方法??２．３．１熱重實(shí)驗(yàn)??本實(shí)驗(yàn)采用瑞士?ＭＥＴＴＬＥＲＴＯＬＥＤＯ公司生產(chǎn)的ＴＧＡ／ＤＳＣ１型熱重分析儀，如圖２－１??所示，利用熱重分析儀監(jiān)測荊條樣品質(zhì)量隨熱解溫度變化的衰減。實(shí)驗(yàn)所選取的荊條樣品??粒徑均小于０．２?ｍｍ，分別在Ｎ：和ＣＣｈ氣氛下展開實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)樣品質(zhì)量為丨０±０．０１?ｍｇ，??ＴＧＡ?測試在?２５？９００°Ｃ范圍內(nèi)，升溫速率為?２０°Ｃ／ｍｉｎ、３０°Ｃ／ｍｉｎ、４０°Ｃ／ｍｉｎ?和?５０°Ｃ／ｍｉｎ。??Ｎ：和ＣＯ：的流量是通過納入ＴＧＡ單元的質(zhì)量流量控制器控制，保護(hù)氣為Ｎ：：，總流速為７０??ｍＬ／ｍｉｎ（保護(hù)氣體：２０ｍＬ／ｍｍ；吹掃氣體：５０ｍＬ／ｍｉｎ＞。實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備階段將Ａｈ〇；材質(zhì)??的坩堝用馬弗爐煅燒，以保證坩堝內(nèi)的清潔性，避免有其他雜質(zhì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；檢查質(zhì)量??流量計(jì)是否準(zhǔn)確，避免載氣流量過大或過小；將反應(yīng)氣吹掃平臺(tái)５?ｍｉｎ以上，以保證空氣??排凈，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。??雀”一ｊ??ｍａｍｍｍｔｍ??圖２－１熱重分析儀??２．３．２熱重紅外實(shí)驗(yàn)??熱重紅外實(shí)驗(yàn)是由瑞士?Ｍｅｔｔｌｅｒ－Ｔｏｌｅｄｏ生產(chǎn)的ＴＧＡ／ＤＳＣ１型熱重分析儀和美國Ｔｈｅｒｍｏ??Ｆｉｓｈｅｒ公司的ＮＩＯＬＥＴ?ＩＳ１０型氣相傅里葉變化紅外光譜分析儀的聯(lián)用實(shí)驗(yàn)如圖２－２所示，??是為探宄樣品熱反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的熱解氣釋放規(guī)律和產(chǎn)出類型。簡單描述為由熱重分析??儀在不同溫度下所產(chǎn)生的熱解氣，通過載氣的吹掃入紅外分析儀的氣體分析池中進(jìn)行分??析。實(shí)驗(yàn)中的熱重部分設(shè)置與準(zhǔn)備同熱重實(shí)驗(yàn)相同，實(shí)驗(yàn)樣品質(zhì)量為１〇±〇．〇１?ｍｇ，?ＴＧＡ??－１１?－??

?東北電力大學(xué)工程碩士學(xué)位論文???測試在２５？９００°Ｃ范圍內(nèi)，升溫速率為２０°Ｃ／ｍｉｎ，Ｎ：流量５０?ｍＬ／ｍｍ。設(shè)置紅外分析儀掃描??時(shí)間為４５ｍｉｎ，分辨率為々ｃｍ－、掃描次數(shù)３２次，光譜檢測范圍＾（Ｋ＾ＯＯｃｎｒ１波數(shù)段。??實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備階段，檢查熱重紅外聯(lián)用裝置的氣密性，防止有空氣的流入；用Ｎ２吹掃３０?ｍｍ??以上，以保證整個(gè)裝置完全處與Ｎ２氣氛下，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；保證并確認(rèn)聚四氟乙烯材??質(zhì)的導(dǎo)管和紅外分析儀氣室預(yù)熱至１８０°Ｃ，避免樣品釋放的熱解氣冷凝從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。??圖２－２熱重紅外聯(lián)用儀??２．３．３固定床熱解實(shí)驗(yàn)??利用自行搭建的小型生物質(zhì)固定床熱解實(shí)驗(yàn)臺(tái)，探究荊條在ｎ２氣氛下低溫到高溫?zé)峤??過程的變化規(guī)律和ｃｏ２氣氛下高溫?zé)峤馍锾康淖兓?guī)律。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由自主設(shè)計(jì)并搭建而成??如圖２－３所示，主要由以下幾個(gè)部分組成：氣路系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、溫度采集和??控制系統(tǒng)、冷卻收集系統(tǒng)和氣體收集系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要加熱源為硅碳管（內(nèi)徑：４０?ｍｍ），??嵌套在預(yù)熱段和反應(yīng)段的白鋼管（內(nèi)徑：３８?ｍｍ，倆段長度均為５００?ｍｍ），輔助加熱源為??伴熱帶，纏套在非反應(yīng)管路中，以防止揮發(fā)性氣體冷凝堵塞管路。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度控制裝置??采用ＰＩＤ和調(diào)壓器的組合裝置，以確保實(shí)驗(yàn)所需升溫速率和終止停留溫度；溫度采集裝置??是由數(shù)據(jù)采集傳輸儀和Ｋ型熱電偶聯(lián)用，一共有三個(gè)采集點(diǎn)分布在反應(yīng)段（２個(gè)）和預(yù)熱??段（１個(gè)）；冷凝裝置則是由三個(gè)冷凝瓶串聯(lián)置于冰水浴中，以保證對(duì)揮發(fā)性氣體中可冷??凝部分的完全收集；氣體收集則是由集氣袋收集經(jīng)冰水浴不可冷凝的氣體，再由ＧＣ測試??分析。??－１２?－??

【參考文獻(xiàn)】：
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