基于組分的生物質(zhì)混合熱解實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著日益嚴(yán)重的能源危機(jī)，生物質(zhì)能的開發(fā)已經(jīng)得到世界各國的高度重視。生物質(zhì)熱解技術(shù)因能得到氣、液和固態(tài)三相產(chǎn)物而受到廣泛關(guān)注。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，三種組分不同的熱解特性導(dǎo)致生物質(zhì)熱解較為復(fù)雜，而部分重疊的熱解溫度區(qū)間和部分相同的熱解產(chǎn)物使三組分在熱解過程中存在相互耦合的影響?；诖?，本文采用纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，通過熱重分析儀和Py-GC/MS分別對(duì)生物質(zhì)三組分之間的熱解相互作用進(jìn)行了深入研究。

2、>　　首先，本文利用兩種實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)三組分分別進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，明確了三組分的熱失重特性和熱解產(chǎn)物的組成及分布。熱重結(jié)果表明纖維素在三組分中的熱失重速率最大，木質(zhì)素最小;木質(zhì)素的熱解溫度區(qū)間最廣泛，纖維素最窄;木質(zhì)素的焦炭產(chǎn)率最高，纖維素的揮發(fā)分產(chǎn)率最高;半纖維素的熱穩(wěn)定性最差，也最先開始熱解。GC/MS結(jié)果表明纖維素的熱解產(chǎn)物主要是以左旋葡聚糖為主的糖類，還有一些酸類、酮類等小分子產(chǎn)物;半纖維素的主要熱解產(chǎn)物種類最多且以小分子酸類、酮類和醛

3、類等產(chǎn)物為主;木質(zhì)素的熱解產(chǎn)物種類最少，熱解產(chǎn)物主要是以愈創(chuàng)木酚為主的酚類。
　　其次，本文對(duì)生物質(zhì)三組分進(jìn)行不同比例的混合，利用熱重分析儀從熱失重曲線方面研究三組分之間的相互作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維素和半纖維素之間的相互作用能夠抑制纖維素?zé)崾е剡^程中的失重速率，并且增大了纖維素的熱解溫度區(qū)間，但對(duì)半纖維素的熱失重過程并無明顯影響;當(dāng)混合樣品中木質(zhì)素的含量較多時(shí)，半纖維素和木質(zhì)素之間的相互作用能夠促進(jìn)半纖維素的反應(yīng)速率，但對(duì)木質(zhì)素?zé)o明顯

4、影響;纖維素和木質(zhì)素之間的相互作用使得纖維素的反應(yīng)速率下降，并且隨著混合樣品中木質(zhì)素含量的增多，下降的越明顯，而且其也能夠減少混合樣品中固體產(chǎn)物的產(chǎn)率;然后采用C-R積分法進(jìn)行了活化能計(jì)算，驗(yàn)證了熱重實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　最后，本文利用Py-GC/MS實(shí)驗(yàn)儀器探討了三組分之間的相互作用對(duì)熱解產(chǎn)物種類和某些產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明纖維素和半纖維素之間的相互作用對(duì)纖維素的熱解起到了抑制作用，并且降低了左旋葡聚糖的產(chǎn)率，提高了羥基丁酮的產(chǎn)率;