一種分析生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)的連續(xù)方法(完整版)
【正文】 類似的可實(shí)現(xiàn)，有代表，可信賴的反應(yīng)。 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料的方法有以下幾種：生物反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)，熱反應(yīng)。因此，每個(gè)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的價(jià)值可以通過(guò)分析生物質(zhì)成分來(lái)衡量。因?yàn)樵诜e分法中，對(duì)指數(shù)函數(shù)的積分有一定的困難，近似值常被應(yīng)用而互相對(duì)比來(lái)得出最少誤差的近似值。木聚糖和濾紙可視為半纖維素和纖維素的代表。（m0mf）,其中m0,mf,m分別是初始，最終，隨時(shí)間變化的樣品分?jǐn)?shù)，t是反應(yīng)發(fā)生的時(shí)間，k是反應(yīng)速率常數(shù)，fα是樣品轉(zhuǎn)換函數(shù)。因此，積分項(xiàng)可以被認(rèn)為是（RT2／Ea）exp（Ea／RT）,公式3可以寫(xiě)成1n1［1（1α）n11］﹦ART2βEaexp（EaRT）﹦kRT2βEa根據(jù)kissinger的研究，在反應(yīng)升溫的過(guò)程中，反應(yīng)速率dα／dt會(huì)達(dá)到一個(gè)最大值，然后隨著燃料的耗盡會(huì)降到零。在公式12中，km項(xiàng)可以由式11代替，經(jīng)整理后，活化能可以表達(dá)為：Ea﹦［RT2m∕（1α）mln（1α）m］（dαdT）m﹦eRTm2dαdTm然后指前因子A可以由以下式子取得，A﹦eβ（dαdT）exp［eTm（dαdT）m］就像n階反應(yīng)一樣，一階反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)系數(shù)可以由最大反應(yīng)速率下的熱重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算得出，而且只需要得到反應(yīng)溫度與反應(yīng)速率就能夠進(jìn)行。在許多相關(guān)的文獻(xiàn)中，生物質(zhì)的熱解被視為復(fù)雜的反應(yīng)，因?yàn)樗姆磻?yīng)組分是非常負(fù)責(zé)的。Sum﹦i﹦1N［dαdTiexp（dαdT）isim］2 （21）這里的小標(biāo)i表示dαdT的離散值，N是相關(guān)的數(shù)值點(diǎn)，（dαdT）exp和（dαdT）sim分別表示實(shí)際與模擬的反應(yīng)速率。然而，即使設(shè)置堿木質(zhì)素?zé)峤夥磻?yīng)順序?yàn)?，也不能使模擬實(shí)驗(yàn)得到明顯的改善。此外，Nowakowski et 。因此，需要保證TGA實(shí)驗(yàn)只出現(xiàn)一個(gè)波峰。％％.在低溫度段，假設(shè)它的n值為2來(lái)模擬。通過(guò)對(duì)比現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)跟前人的實(shí)驗(yàn)或文獻(xiàn)中相關(guān)的內(nèi)容，差距并不是非常地明顯。第三步，根據(jù)式9和式10計(jì)算在非一階反應(yīng)和一階反應(yīng)下的活化能和指前因子。如果上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是讓人滿意而可信的，下面的步驟就不需要了。同時(shí)也有一些驗(yàn)證的步驟去檢驗(yàn)活化能，指前因子，反應(yīng)順序等動(dòng)力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性。因此，偽一階反應(yīng)應(yīng)該是能夠代表生物質(zhì)熱解的。這種新方法提供了一種連續(xù)的方式去研究生物質(zhì)熱解的動(dòng)力學(xué)。第五步，據(jù)式22計(jì)算實(shí)驗(yàn)跟模擬數(shù)據(jù)之間的偏差。上面所說(shuō)研究中出現(xiàn)的差異可能來(lái)自加熱速率的差異或者實(shí)驗(yàn)儀器，方法，熱解分析中的錯(cuò)誤。然而，模擬結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一定的差距的。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，生物質(zhì)原料的半纖維素應(yīng)該幾乎或完全被反應(yīng)，然后木質(zhì)素慢慢的被分解，因?yàn)榈臒峤鉁囟确秶?60℃900℃.因此，生物質(zhì)的熱解行為可以劃分為一階反應(yīng)。這種方法同樣可以應(yīng)用到生物質(zhì)熱解的動(dòng)力學(xué)分析中。堿木質(zhì)素的反應(yīng)速率圖樣峰型不像木聚糖和濾紙的尖，因此在代表性的最大反應(yīng)速率下很難選擇有代表性的未反應(yīng)比例。實(shí)際熱重實(shí)驗(yàn)與模擬熱重
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