采用熱重分析（TG-DTG）對廢輪胎和生物質(zhì)的熱解特性進(jìn)行了分析,研究了原料配比、升溫速率及粒度對熱解的影響,并采用HSC計(jì)算模擬軟件對熱解氣體的分布規(guī)律進(jìn)行了模擬。研究結(jié)果表明:廢輪胎與生物質(zhì)共熱解過程主要分為干燥階段（20²00℃）、氣化裂解階段（200⁵00℃）和二次裂解階段（500⁸00℃） 3個階段。廢輪胎摻混比例由100%下降至0時(shí),熱解初始溫度由358.0℃下降至288.5℃,熱解終止溫度由473.0℃下降至361.6℃。隨著升溫速率和原料粒度的增加,廢輪胎熱解反應(yīng)的最大失重速率增大,熱解終溫逐漸升高,反應(yīng)向高溫方向移動。采用Coats-Redfern法得到的廢輪胎與生物質(zhì)共熱解階段（250⁵00℃）活化能為18.61⁴0.86 k J/mol,生物質(zhì)摻混比例增加時(shí)反應(yīng)所需要的活化能減小。HSC計(jì)算模擬發(fā)現(xiàn):熱解過程氣體產(chǎn)物主要為H₂、CO、CH₄和CO₂,隨著廢輪胎摻混比例下降,H₂

【文章來源】：林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2018,38(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同升溫速率下廢輪胎熱解的TG/DTG曲線Fig．2TG/DTGcurvesofpyrolysisprocessofwastetireatdifferentheatingrates

第5期吳凱，等:廢輪胎與生物質(zhì)共熱解特性研究57利于揮發(fā)物的揮發(fā)，溫度大于500℃時(shí)，原料粒度對熱解影響不明顯。圖3不同粒度的廢輪胎熱解TG/DTG曲線Fig．3TG/DTGcurvesofpyrolysisprocessofwastetireatdifferentgranularsizes2．4動力學(xué)分析稱取質(zhì)量為m0的樣品放入坩堝中，在溫度恒速上升時(shí)，樣品會發(fā)生一系列熱化學(xué)變化，在任意時(shí)刻t時(shí)樣品質(zhì)量變?yōu)閙t，則定義分解速率為式(1)［22］，f(α)見式(2):dαdt=kf(α)(1)f(α)=(1－α)n(2)式中:α—轉(zhuǎn)化率，α=(m0－mt)/(m0－m∞)×100%;m∞—實(shí)驗(yàn)終止時(shí)殘余樣品質(zhì)量，g;k—Arrhenius速率常數(shù)［23］，k=Aexp(－E/ＲT);n—反應(yīng)級數(shù)。假定f(α)與時(shí)間(t)和溫度(T)無關(guān)，與α有關(guān)，設(shè)升溫速率β=dT/dt，將β和式(2)代入式(1)，積分得:dαdT=Aβexp(－EＲT)(1－α)n(3)式中:A—指前因子，min－1;E—活化能，kJ/mol;Ｒ—通用氣體常數(shù)，8．314J/(mol·K);T—絕對溫度，K。Coats-Ｒedfern法［24］已廣泛用于熱分解反應(yīng)動力學(xué)分析中，廢輪胎熱解過程可以看作單一的反應(yīng)，所以活化能是整個反應(yīng)階段活化能的平均值，現(xiàn)將式(3)分離變量積分再整理取近似值可得，當(dāng)n=1時(shí)，可見式(4):ln［－ln(1－α)T2］=ln［AＲβE(1－2ＲTE)］－EＲT(4)當(dāng)n≠1時(shí)，可見式(5):ln［1－(1－α)1－n(1－n)T2］=ln［AＲβE(

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3489633