采用熱重法(TG)-微分熱重法(DTG)-差熱分析法(DTA)研究玉米秸稈沼渣熱解過(guò)程及熱裂解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征和機(jī)理。研究結(jié)果表明玉米秸稈沼渣的失重過(guò)程分為吸附水蒸發(fā)階段和秸稈裂解、揮發(fā)性物質(zhì)蒸發(fā)階段。熱解過(guò)程中,加熱速率對(duì)玉米秸稈沼渣熱解有顯著作用。使用FWO、KAS和Popescu方法計(jì)算出其熱解活化能分別為233、359、358 kJ/mol。對(duì)41種常用熱裂解動(dòng)力學(xué)機(jī)理函數(shù)分析確定其熱裂解動(dòng)力學(xué)機(jī)理為三級(jí)方程g(α)=(1-α)-2。掃描時(shí)電子顯微鏡(SEM)分析表明,熱裂解可破壞玉米秸稈沼渣的木質(zhì)纖維束狀結(jié)構(gòu),降低木質(zhì)纖維中的木質(zhì)素和半纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),但效果隨升溫速度的增大而變差。

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【部分圖文】：

圖3 玉米秸稈沼渣熱解物SEM圖像（4000×）

從圖3可知，經(jīng)過(guò)熱裂解處理的玉米秸稈沼渣顆粒隨升溫速率的增大，木質(zhì)纖維素束狀結(jié)構(gòu)被破壞的程度變輕，表面粗糙降低，產(chǎn)生的鱗片狀物質(zhì)和裂紋減少，鱗片狀突起高度降低。這說(shuō)明升溫速率緩和的情況下，纖維束狀結(jié)構(gòu)破壞時(shí)間較充分，升溫速率過(guò)快時(shí)，特定溫度下的纖維束狀結(jié)構(gòu)反而因沒(méi)有充足反應(yīng)時(shí)間而....

圖2 玉米秸稈沼渣熱解第二階段活化能圖

FWO和KAS方法的優(yōu)點(diǎn)是活化能E計(jì)算無(wú)需反應(yīng)機(jī)理的確定，故可用于驗(yàn)證Popescu計(jì)算的結(jié)果。而Popescu方法的優(yōu)點(diǎn)是避免Arrhenius方程和補(bǔ)償作用等問(wèn)題，故確定機(jī)理函數(shù)更可信[7-9]。如圖3和表2所示，3種方法計(jì)算的lnA值和E接近，所以E值計(jì)算有效可信。但不同....

圖1 玉米秸稈沼渣不同升溫速率下的TG-DTG-DTA熱裂解曲線(xiàn)

圖1玉米秸稈沼渣不同升溫速率下的TG-DTG-DTA熱裂解曲線(xiàn)由表1和圖1可知，玉米秸稈沼渣熱裂解第1階段的質(zhì)量變化不大（7%～8%），第2階段失重明顯（在50%～55%之間），這與趙曉倩等[14]研究結(jié)果相似。另外，不同升溫速率下，玉米秸稈沼渣在熱裂解2個(gè)階段的質(zhì)量損失、平均....

圖1 玉米秸稈沼渣不同升溫速率下的TG-DTG-DTA熱裂解曲線(xiàn)

由圖1可知，不同升溫速率下TG、DTG曲線(xiàn)形狀相似。20～110℃之間是第1階段，此階段蒸發(fā)吸附水，這與文獻(xiàn)[10-12]研究結(jié)果一致。約350℃處是第2階段，此階段蒸發(fā)揮發(fā)性物質(zhì)和秸稈裂解，與文獻(xiàn)[10-13]研究結(jié)果一致，其中10℃/min和20℃/min下均有3個(gè)波谷，而3....

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