木屑及其水热炭的热解特性和动力学对比

为全面了解木屑及其水热炭的差异,获取更多关于水热炭作为化工燃料的使用特性。该文使用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪对比研究了木屑及其水热炭在热解过程（10℃/min升温速率）中的失重特性及其官能团变化,分析了升温速率（10、20、30℃/min）对2种样品热解失重过程的影响,采用DAEM（分布活化能模型）计算了2种样品不同转化率下的活化能。结果表明：1）在200℃反应6 h得到的木屑水热炭,化学结构与木屑相似。2）在热解过程（10℃/min升温速率）中,木屑与水热炭最大失重速率分别为0.817%/℃和1.224%/℃,温度为353.57℃和363.42℃;不同终温下半焦红外光谱分析发现,水热炭更易...

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Published in农业工程学报 Vol. 33; no. 4; pp. 258 - 264
Main Author 邢献军 杨静 范方宇 李永玲 张贤文
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 合肥工业大学先进能源技术与装备研究院,合肥 230009 2017
合肥工业大学汽车与交通工程学院,合肥 230009%合肥工业大学机械工程学院,合肥,230009%合肥工业大学化学与化工学院,合肥,230009
Subjects
傅里叶红外光谱
木屑
水热炭
活化能
热解
水热炭
pyrolysis
木屑
sawdust
活化能
热解
activation energy
傅里叶红外光谱
hydrochar
fourier infrared spectrum
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.035

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Summary:为全面了解木屑及其水热炭的差异,获取更多关于水热炭作为化工燃料的使用特性。该文使用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪对比研究了木屑及其水热炭在热解过程（10℃/min升温速率）中的失重特性及其官能团变化,分析了升温速率（10、20、30℃/min）对2种样品热解失重过程的影响,采用DAEM（分布活化能模型）计算了2种样品不同转化率下的活化能。结果表明：1）在200℃反应6 h得到的木屑水热炭,化学结构与木屑相似。2）在热解过程（10℃/min升温速率）中,木屑与水热炭最大失重速率分别为0.817%/℃和1.224%/℃,温度为353.57℃和363.42℃;不同终温下半焦红外光谱分析发现,水热炭更易解聚,其碳化速度更快。3）对比3种不同升温速率下2种样品的失重曲线可知,水热处理没有影响热滞后现象,样品焦炭生成量与升温速率无关,焦炭生成量平均值水热炭大于木屑。4）DAEM模型适用于2种样品热解反应活化能的求解,木屑及其水热炭活化能分别为99.33-252.72 k J/mol和63.77-211.68 k J/mol,当转化率在0.30到0.80范围时,木屑的活化能高于水热炭。研究结果为木屑水热炭热化学转化制备焦炭提供理论依据。
Bibliography:11-2047/S
sawdust; pyrolysis; activation energy; hydrochar; fourier infrared spectrum
Xing Xianjun1,2, Yang Jing3, Fan Fangyu4, Li Yongling3, Zhang Xianwen1,2 （1. Institute of Advanced Energy Technology ＆ Equipment, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. School of Automobile and Transportation Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 3. School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 4. School of Chemistry and Chemical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China）
Rapid industrialization and urbanization have brought a severe problem of energy shortage and environmental pollution into our life. As the fourth-largest energy, Nowadays, Lignocellulosic biomass is increasingly regarded as an eco-friendly renewable feedstock for producing various bio-based products. Recently, hydrothermal carbonization （HTC） as a hot topic has attracted a great deal of attention because the process requirements of HTC are comparably l
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.035