發(fā)布時(shí)間：2021-12-23 21:34

　　采用熱重分析儀對林產(chǎn)果殼生物質(zhì)（澳洲堅(jiān)果殼、油茶殼、核桃殼）熱解特性進(jìn)行了研究,利用分布活化能模型（DAEM）分析了熱解動(dòng)力學(xué)。熱解特性研究表明:油茶殼最大失重速率最小,熱解起始溫度、結(jié)束溫度、最大失重速率溫度均低于澳洲堅(jiān)果殼和核桃殼;澳洲堅(jiān)果殼和核桃殼熱解特征值近似; 3種果殼生物質(zhì)隨升溫速率的增加,熱解過程向高溫區(qū)轉(zhuǎn)移。DAEM研究表明:DAEM適用于3種果殼生物質(zhì)的熱解動(dòng)力學(xué)研究,相關(guān)系數(shù)R2在0.914～0.999之間;澳洲堅(jiān)果殼熱解活化能83.91～211.86 k J/mol,油茶殼熱解活化能68.64～244.49 k J/mol,核桃殼熱解活化能98.69～267.75 k J/mol;隨轉(zhuǎn)化率的增加,3種果殼生物質(zhì)活化能呈現(xiàn)相同的變化趨勢,但變化幅度不同。 

【文章來源】：生物質(zhì)化學(xué)工程. 2018,52(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

果殼生物質(zhì)熱解TG(a)和DTG(b)曲線

第6期范方宇，等:果殼生物質(zhì)熱解特性與動(dòng)力學(xué)11表2為3種果殼生物質(zhì)熱解特征參數(shù)。其中熱解起始溫度定義為熱解過程中揮發(fā)分揮發(fā)率為0.02時(shí)的溫度，結(jié)束溫度定義為可揮發(fā)分揮發(fā)率為0．98時(shí)的溫度。從表2可見，油茶殼熱解起始溫度低于澳洲堅(jiān)果殼和核桃殼，這主要是由于油茶殼中含有較多的可溶性物質(zhì)，如萜烯類等小分子物質(zhì)，這些成分在較低的溫度下就能揮發(fā)、熱解［16］。同時(shí)，由于油茶殼揮發(fā)分含量低于澳洲堅(jiān)果殼、核桃殼，且揮發(fā)過程跨度大，因此其最大失重速率小于澳洲堅(jiān)果殼、核桃殼，僅為核桃殼、澳洲堅(jiān)果殼最大失重速率的50%左右。澳洲堅(jiān)果殼、核桃殼的熱解特征參數(shù)僅有微小區(qū)別，原因?yàn)槎叩脑胤治�、工業(yè)分析值差別不大。從表2還可看出，澳洲堅(jiān)果殼的熱解特征值，包括起始溫度、結(jié)束溫度、最大失重速率溫度均略微大于核桃殼，最大失重速率、殘留質(zhì)量均比核桃殼大，這可能是由于二者的組分有微小區(qū)別。表23種果殼生物質(zhì)熱解特征參數(shù)Table2Pyrolysischaracteristicparametersofthreekindsofshellsbiomass原料samples起始溫度/℃initialtemperature結(jié)束溫度/℃finaltemperature最大失重速率溫度/℃temperatureformaximumweightlossrate最大失重速率/(%·min－1)maximumweightlossrate殘留質(zhì)量/%residualmass澳洲堅(jiān)果殼macadamianutshell21970035115．8527．78油茶殼camelliateashell1736982968．3230．79核桃殼walnutshell21469734714．9525．922．2不同升溫速率熱重分析圖2～4為不同升溫速率時(shí)，澳洲堅(jiān)果殼、油茶殼和核桃殼的TG和DTG曲線。由圖可見，升溫速率?

12生物質(zhì)化學(xué)工程第52卷分未完全熱解，從而使剩余的2%的可揮發(fā)分物質(zhì)析出時(shí)間延長，熱解結(jié)束溫度增大。圖3油茶殼不同升溫速率熱解TG(a)和DTG(b)曲線Fig．3TG(a)andDTG(b)curvesofcamelliateashellpyrolysisatdifferentheatingrates圖4核桃殼不同升溫速率熱解TG(a)和DTG(b)曲線Fig．4TG(a)andDTG(b)curvesofwalnutshellpyrolysisatdifferentheatingrates2．3DAEM熱解動(dòng)力學(xué)分析圖5為3種果殼生物質(zhì)DAEM熱解動(dòng)力學(xué)中l(wèi)n(β/T2)與1/T作圖所得的Arrhenius圖。根據(jù)公式，由直線的斜率和截距計(jì)算出活化能(E)。表3列出了3種果殼生物質(zhì)在不同轉(zhuǎn)化率下的活化能(E)及相關(guān)系數(shù)(Ｒ2)。從表3可見，通過式(7)計(jì)算的Ｒ2在0．914～0．999之間，說明擬合度高，此模型適用于3種果殼生物質(zhì)的熱解動(dòng)力學(xué)研究。圖5澳洲堅(jiān)果殼(a)、油茶殼(b)、核桃殼(c)不同轉(zhuǎn)化率下ln(β/T2)-1/T圖Fig．5ln(β/T2)vs1/Tofmacadamianutshell(a)，camelliateashell(b)andwalnutshell(c)atdifferentconversionrate由表3可見，澳洲堅(jiān)果殼熱解活化能83．91～211．86kJ/mol，油茶殼熱解活化能68．64～244．49kJ/mol，核桃殼熱解活化能98．69～267．75kJ/mol，3種果殼生物質(zhì)活化能在每一個(gè)轉(zhuǎn)化階段，其活

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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