針對經(jīng)典Arrhenius方程中溫度積分項不可積的問題,通過設定熱解過程中生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率同時為時間(和溫度r的函數(shù),使溫度積分項可積分,有效避免積分法動力學分析中因簡化而導致的計算誤差。基于此熱動力學方程（Ⅱ類熱動力學方程）采用等轉(zhuǎn)化率線性積分法求解反應活化能E,并結(jié)合模型擬合法選取最優(yōu)反應機理函數(shù),將選取的機理函數(shù)重新代入Ⅱ類熱動力學方程積分式解得指前因子A的值。基于等轉(zhuǎn)化率線性積分法分別采用Ⅰ類及Ⅱ類熱動力學方程對玉米芯等5種生物質(zhì)熱解過程進行動力學分析,結(jié)果顯示2類熱動力學方程求得生物質(zhì)活化能E的決定系數(shù)均高于0.95。Ⅱ類動力學方程求解的動力學參數(shù)計算的動力學分析值與試驗值的吻合度高于Ⅰ類動力學方程。根據(jù)熱解反應的活化能E與lnA具有高度線性擬合性,且轉(zhuǎn)化率0.05～0.85間活化能波動不大這一特點,采用最大熱解速率處轉(zhuǎn)化率對應的熱解動力學參數(shù)簡化熱解過程的動力學參數(shù),可減小數(shù)值模擬的計算成本,為工程上熱解反應的數(shù)值模擬提供一定的基礎。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2019,35(23)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同升溫速率下玉米芯熱重分析（TGA)

基于上述TGA數(shù)據(jù)處理步驟后，玉米芯轉(zhuǎn)化率曲線及其對濕度一階導數(shù)如圖2所示。采用Savitzky-Golay方法對圖2a中轉(zhuǎn)化率的求導數(shù)據(jù)進行平滑處理。2 熱解動力學分析

等轉(zhuǎn)化率方法將反應活化能視為轉(zhuǎn)化率的函數(shù)較好地反映了生物質(zhì)脫揮發(fā)分的多步性質(zhì)[26]，而生物質(zhì)熱解反應的多步性是因生物質(zhì)中各組分的脫揮發(fā)分溫度不同造成的[16-18]。因此本文考慮溫度對轉(zhuǎn)化率的影響，設定熱解過程中生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率同時為時間t和溫度T的函數(shù)。采用II類熱動力學方程求解反應活化能，可有效避免因溫度積分項的近似而導致精度下降的問題，動力學分析步驟如圖3所示。2.1 基于等轉(zhuǎn)化率方法初步計算活化能E

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3510100