發(fā)布時間：2024-12-11 01:28

　　 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程及熱裂解反應(yīng)動力學(xué)特征和機理。研究結(jié)果表明玉米秸稈沼渣的失重過程分為吸附水蒸發(fā)階段和秸稈裂解、揮發(fā)性物質(zhì)蒸發(fā)階段。熱解過程中,加熱速率對玉米秸稈沼渣熱解有顯著作用。使用FWO、KAS和Popescu方法計算出其熱解活化能分別為233、359、358 kJ/mol。對41種常用熱裂解動力學(xué)機理函數(shù)分析確定其熱裂解動力學(xué)機理為三級方程g(α)=(1-α)-2。掃描時電子顯微鏡(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)量分數(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。這說明升溫速率緩和的情況下，纖維束狀結(jié)構(gòu)破壞時間較充分，升溫速率過快時，特定溫度下的纖維束狀結(jié)構(gòu)反而因沒有充足反應(yīng)時間而....

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)點是活化能E計算無需反應(yīng)機理的確定，故可用于驗證Popescu計算的結(jié)果。而Popescu方法的優(yōu)點是避免Arrhenius方程和補償作用等問題，故確定機理函數(shù)更可信[7-9]。如圖3和表2所示，3種方法計算的lnA值和E接近，所以E值計算有效可信。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

圖1玉米秸稈沼渣不同升溫速率下的TG-DTG-DTA熱裂解曲線由表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

由圖1可知，不同升溫速率下TG、DTG曲線形狀相似。20～110℃之間是第1階段，此階段蒸發(fā)吸附水，這與文獻[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[10-13]研究結(jié)果一致，其中10℃/min和20℃/min下均有3個波谷，而3....

本文編號：4015969