發(fā)布時(shí)間：2021-11-10 21:17

　　基于生物質(zhì)熱解理論,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段對(duì)松木屑在CeCl₃催化作用下的熱解失重特性進(jìn)行探討,應(yīng)用阿倫尼烏斯公式和Coats-Redfern積分法理論擬合計(jì)算得到CeCl₃催化作用下的熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。采用熱解管式爐對(duì)催化作用下的熱解產(chǎn)物產(chǎn)率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)過程以N₂作為保護(hù)氣氛,熱解升溫速率20℃/min、終溫600℃,并考察催化劑添加量對(duì)熱解效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CeCl₃對(duì)松木屑的熱解具有顯著催化作用,CeCl₃能顯著降低木屑的熱解活化能,降低熱解初溫,使熱解失重峰向低溫移動(dòng),促進(jìn)結(jié)炭反應(yīng),提高產(chǎn)炭率并且降低焦油產(chǎn)率,終溫為600℃時(shí),8%的CeCl₃含量對(duì)松木屑催化熱解效果最好,焦油產(chǎn)率下降10.36%,而焦炭產(chǎn)率提升9.25%。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報(bào). 2020,41(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

熱解實(shí)驗(yàn)裝置流程圖

首先將管式爐設(shè)置為熱解溫度以20℃/min的升溫速率由室溫升至終溫600℃，內(nèi)管選用石英管，實(shí)驗(yàn)過程中通入流量為20 mL/min的高純氬氣做保護(hù)氣氛。熱解前稱取5 g實(shí)驗(yàn)原料并置入石英舟中，并將石英舟推至石英管中央（熱電偶測溫點(diǎn)），升溫至終溫保持15 min后降溫，爐溫至100℃以下將石英舟中的殘?zhí)咳〕霾⒎Q量。熱解過程中產(chǎn)生的熱解焦油由孟氏洗瓶中的無水乙醇溶解吸收，石英管及玻璃容器上的焦油在熱解實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用無水乙醇清洗干凈。無水乙醇萃取焦油采用KDM可調(diào)控溫電熱器蒸餾，使乙醇完全揮發(fā)，稱取焦油質(zhì)量，蒸餾裝置流程圖見圖2。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖3和圖4是松木屑在恒定升溫速率（20℃/min）下，不同催化劑催化影響下的熱解失重（TG）及微商失重（DTG）曲線。熱解失重過程主要分為干燥預(yù)熱、快速失重和緩慢失重階段3個(gè)階段[2,12,14]。由TG和DTG曲線可知：50～150℃，TG曲線有1個(gè)小的失重峰，此階段是松木屑內(nèi)部物理失水干燥階段；150～260℃的TG曲線基本保持恒定不變，此階段松木屑無熱解裂解，吸收儲(chǔ)存足夠的能量來打斷松木屑中有機(jī)分子中的化學(xué)鍵；265～400℃，松木屑開始快速失重，此時(shí)松木屑中纖維素、半纖維素中某些化學(xué)鍵吸收足夠的能量克服活化能快速斷裂，裂解形成小分子揮發(fā)分和氣相的焦油[13,20-21,24];400℃以后松木屑的失重曲線逐漸變緩，這時(shí)松木屑中可裂解揮發(fā)的小分子氣體和氣態(tài)的焦油微乎其微，此時(shí)以木質(zhì)素和快速熱解階段遺留的熱解殘余物緩慢裂解炭化的反應(yīng)為主，形成難以熱解的殘?zhí)�。圖4 經(jīng)催化劑催化的松木屑熱解DTG曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]木屑熱解揮發(fā)物冷凝特性研究[J]. 王明峰,陳志文,蔣恩臣,任永志,韓平,孫焱.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]生物質(zhì)熱解實(shí)驗(yàn)及其動(dòng)力學(xué)模型研究[J]. 王瑀喆,汪波,張桉童,李永華.  電力科學(xué)與工程. 2017(01)
[3]幾種典型城市生活垃圾的熱解特性和動(dòng)力學(xué)分析[J]. 陳義勝,李姝姝,龐赟佶,劉素霞.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(35)
[4]4種生物質(zhì)秸稈的熱解特性及其動(dòng)力學(xué)分析[J]. 冉二君,劉梅英,牛智有.  華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[5]Pyrolysis Characteristics and Kinetics of Methyl Oleate Based on TG-FTIR Method[J]. Wang Xuechun,Fang Jianhua,Chen Boshui,Wang Jiu,Wu Jiang.  China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2015(02)
[6]升溫速率、氣氛與粒徑對(duì)玉米秸稈熱解特性的影響[J]. 惠世恩,梁凌,劉長春,王登輝,陳志良,荊強(qiáng)征.  熱力發(fā)電. 2014(05)
[7]4種農(nóng)林生物質(zhì)的熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 樊永勝,蔡憶昔,李小華,趙衛(wèi)東,俞寧,尹海云.  中國科技論文. 2013(12)
[8]生物質(zhì)熱反應(yīng)機(jī)理與活化能確定方法Ⅱ.熱解段研究[J]. 陳登宇,朱錫鋒.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(09)
[9]玉米秸稈燃燒特性及動(dòng)力學(xué)分析[J]. 范瑾.  價(jià)值工程. 2011(23)
[10]白云石礦的綜合開發(fā)利用[J]. 邊水妮.  礦業(yè)工程. 2010(05)

博士論文
[1]生物質(zhì)催化熱解中催化劑積炭與再生特性研究[D]. 邵珊珊.東南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理的研究[D]. 秦嶺.清華大學(xué) 2012
[2]木質(zhì)類生物質(zhì)催化熱解動(dòng)力學(xué)研究[D]. 杜海清.黑龍江大學(xué) 2008
[3]生物質(zhì)熱解機(jī)制和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究[D]. 林木森.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2007



本文編號(hào)：3487963