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红木颗粒 生物质热解的动力学

来源:生物质颗粒燃料厂家中腾燃料发布时间:2019-10-13 10:36人气:

生物质作为一种结构多样、成分复杂的高聚物,其热解是一种非常复杂的物理化学过 程。生物质热解动力学是表征生物质在热解反应过程中反应温度、反应时间等过程参数对原 料中各组分转化率影响的一个重要工具,通过动力学研究能深入了解反应过程和机理,预测 反应速率及反应的难易程度,为生物质热化学转化工艺的研究开发提供重要的基础数据,对 揭示生物质热解规律有重要的意义。
在热解反应动力学研究中,热分析技术应用较广,其中热重法(TG)、差热分析法 (TGA)和差式量热扫描法(DSC)等分析方法的应用最为广泛。热重法是在程序控制温度 下测量物质质量与温度关系的技术;差热分析法是在程序控制温度下测量物质和参比物之间 的温度差与温度或时间关系的技术;差式量热扫描法是在程序控制温度下测量输入到试样和 参比物中的能量差与温度或时间关系的一种技术。热重分析法只能记录固体生物质热失重过 程中的质量变化,而不能记录热解过程中的能量变化。因此,热重分析法常与差热分析法和 差式量热扫描法联用,用于测试和分析样品在升温失重过程中的温度和热量变化。热分析技 术的应用,使生物质热解动力学研究取得了很大进展。

(1)简単反应模型

简单反应模型是在生物质非等温热解反应中常用的热解动力学模型,对于固体生物质的热解,试验研究表明一级反应(〃=1)是最适合可行的反应机理,因此 认为二级反应在生物质样品内部被抑制。鉴于此,简单反应模型需假设表面反应速率远高于样品 内部的反应速率,为了更准确地描述反应行为,还需要对一些物理的或化学的因素进行假设。
简单反应模型可较好地预测生物质在热解过程中的失重过程,被众多研究者广为应用, 但是这种模型不能对生物质热解过程中焦油和气体产物的比例进行描述。

(2) 独立平行多反应模型

如果样品中含有两种以上化学组分,且各种组分在热解过程中独立裂解,并没有相互作 用,这样,对各种组分Z•可以定义相互独立的转化率。

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