一種分析生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)的連續(xù)方法-資料下載頁(yè)
2025-08-04 10:26本頁(yè)面
【正文】 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)。生物質(zhì)模擬與實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率圖樣與對(duì)應(yīng)溫度的關(guān)系示于圖3.在假定n﹦1后，－∕104—107s1,并且都低于濾紙熱解的系數(shù)。這應(yīng)該是受未反應(yīng)的木質(zhì)素的影響。生物質(zhì)熱解反應(yīng)速率模擬圖樣的Dev比濾紙中的高，特別是熱重分析圖中不止有一個(gè)波峰時(shí)。當(dāng)纖維素的含量足夠大或者纖維素比其它成分的含量大時(shí)，生物質(zhì)熱解遵循一階反應(yīng)定律這個(gè)假設(shè)會(huì)更合理。蔗渣熱解反應(yīng)速率圖樣可以分別根據(jù)圖樣中的兩個(gè)波峰來(lái)模擬。％％.在低溫度段，假設(shè)它的n值為2來(lái)模擬。這是根據(jù)半纖維素分解的溫度范圍，木聚糖的熱解是遵守按上面所說(shuō)第二階反應(yīng)定律來(lái)模擬的。然而，模擬結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一定的差距的。在高溫度段，假設(shè)n﹦1會(huì)得到一個(gè)比較好的結(jié)果，但仍比其它生物質(zhì)熱解要差。因此，我們可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，反應(yīng)速率圖樣的模擬來(lái)自于快速反應(yīng)和盡量少得重量損失。如圖3所示，除蔗渣外地其它生物質(zhì)原料的反應(yīng)速率圖線都是接近與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，用這種新的方法去計(jì)算出的動(dòng)力學(xué)參數(shù)跟生物質(zhì)或相關(guān)只有單波峰的物質(zhì)的熱解行為相吻合。此外，大部分的生物質(zhì)熱解都認(rèn)為是遵循一階反應(yīng)的。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。通常地來(lái)說(shuō)，木質(zhì)素，纖維素，半纖維素的活化能分別是幾十，一百，或二百kJ∕mol。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。這項(xiàng)研究闡述了一種確定生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的簡(jiǎn)便方法。這種方法需要幾個(gè)連續(xù)的步驟來(lái)完成。第一步，找出在最大反應(yīng)速率下的未反應(yīng)樣品分?jǐn)?shù)。第二步，根據(jù)式7和式18來(lái)確定反應(yīng)的順序。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。第四步，由式19和式20分別計(jì)算在非一階反應(yīng)和一階反應(yīng)下的反應(yīng)速率。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。第六步，用物理方法對(duì)2―4步中計(jì)算的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，失重的分布和第五步中偏差計(jì)算的正確性作出評(píng)估。第七步，有必要的話，調(diào)整反應(yīng)的順序和重做3―6步。這種新方法的連續(xù)步驟示于圖4中。整個(gè)步驟可以劃分為兩個(gè)階段。第一階段包括1―3步，是整個(gè)過(guò)程的主要步驟。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。第二階段，包括4―7步，是選擇并決定用一種方法去模擬反應(yīng)速率圖線和驗(yàn)證第一階段中動(dòng)力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性。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)。其中，動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如活化能，指前因子，反應(yīng)的順序都由實(shí)驗(yàn)方法來(lái)決定，特別是，反應(yīng)是快速且簡(jiǎn)便時(shí)。在木質(zhì)素和蔗渣的熱解反應(yīng)中，它們的反應(yīng)比我們文章中討論的要復(fù)雜得多。不管如何，這種方法適用于大部分的生物質(zhì)及相關(guān)物質(zhì)的熱解，只要它在最大反應(yīng)速率下的未反應(yīng)樣品分?jǐn)?shù)是可得的，可信的和有代表性的。這個(gè)研究提供了研究生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)的一種新方法。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。大多數(shù)的生物質(zhì)熱解都類似于濾紙等纖維素的熱解。因此，偽一階反應(yīng)應(yīng)該是能夠代表生物質(zhì)熱解的。這種新方法適用于大部分的生物質(zhì)熱解和在最大反應(yīng)速率下未反應(yīng)樣品分?jǐn)?shù)是可獲得的，可信的，有代表性的相關(guān)反應(yīng)。
語(yǔ)文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1