生物质木屑热解动力学研究

在空气氛围下对生物质木屑进行热解实验研究。通过分析TG曲线和DTG曲线可知,热解过程分为3个阶段。应用Coats-Redfern积分法对生物质木屑的热解过程进行动力学分析,采用y(α)-α主曲线法选择最概然的动力学机理函数,建立热解模型,同时计算相应的活化能和指前因子。     

几种生物质热解反应动力学模型的比较

为了选择一个合适的生物质快速热解液化计算模型，分别对R．S．Miller模型和A．M．C．Janse模型进行分析和编程；在低升温速率下，将两种模型预测结果和小麦、玉米秸秆在热分析仪上的热解实验结果进行了对比；在高升温速率下，将这两种模型预测结果和由实验数据得出的平行一级反应模型预测结果进行了对比。对比结果表明：与A．M．C．Janse模型相比，R．S．Miller模型和热解实验较吻合，和平行一级反应模型预测结果相似，而A．M．C．Janse模型和实验及平行一级反应模型差别较大。对玉米、小麦秸秆快速热解液化进行计算时，建议选用R．S．Miller模型。     

生物质热解制煤气的动力学研究

动力学研究对于热解和气化系统的优化设计和良好的控制都是非常重要的。该文在综述国内外文献的基础上，建立一个全面的描述固定床高温热解系统的动力学模型，模型考虑了下列几个基本步骤：新鲜生物质热解产生一次产品(焦油、煤气和半焦)；一次焦油分解成二次产品；一次焦碳与煤气发生反应。利用上述模型对固定床热解系统进行了计算，结果表明本模型比其他动力学模型更能精确地描述固定床热解系统的动力学过程。     

3种农林生物质的热解及动力学研究

以桉树叶、甘蔗叶和桑树杆3种农林生物质为原料,利用热重分析仪进行热分析研究。通过对TG和DTA曲线的对比,探讨了生物质的热解过程;采用Coats-Redfern积分法进行动力学分析,确定了反应级数,得到了3种原料在不同温度下的活化能。结果表明:生物质的热解可分为干燥、预热、热分解氧化和碳化还原4个阶段,其中在300～400℃时热解反应最为剧烈;利用n=2,3级动力学模型,均能较好地表述生物质热解过程;3种生物质低温段的热解活化能要高于高温段的活化能,就整个热解过程看,E甘蔗叶E桑树杆E桉树叶。     

不同生物质热解特性及动力学的对比研究

通过对稻壳、芒属及蓝藻进行常压热重实验,结果表明:生物质热解过程可以分为4个阶段,干燥失水、预热解、快速热解、缓慢热解.由于组成成分的差异,蓝藻的快速热解段相对稻壳及芒属相对较低.比较了热解综合特性指数大小:蓝藻＞芒属＞稻壳,即蓝藻的热解稳定性相对较差,稻壳的热解稳定性较好.用Coats-Redfern方法计算样品的热...     

生物质成型燃料热解特性及动力学研究

利用NETZSCH STA409PC型热重-差热分析仪对生物质成型燃料在以10℃/min、20℃/min及30℃/min升温速率下的热解过程进行了热重分析。对TG-T、DTG-T曲线分析,结果表明生物质成型燃料热解过程分为干燥、热解预热、热解与炭化4个阶段,热解过程随着升温速率升高出现热滞后现象。对剧烈失重区间建立了反应动力学模型,求解出此温度区间的表观活化能、频率因子等动力学参数。     

草类生物质热解特性及动力学的对比研究

我国长江中下游地区有大面积分布的芒属、芦苇、狼尾草,研究很少,应用少.为草类生物质能的开发与利用提供又一途径.对芒属、芦苇、狼尾草进行常压热重分析,同时与常见的稻草相比较,通过生物质热解失重率(TG)和失重速率(DTG)曲线,获得相关热解特性参数,采用生物质挥发分综合释放指数(D),并通过热分析数学方法求取生物质热解动力学参数.试验结果表明:草类生物质热解过程可以分为4个阶段,在563 K附近存在一个肩峰,失重都集中在460 K～673 K.挥发分综合释放指数则芒属>稻草>狼尾草>芦苇,活化能则芒属>稻草>狼尾草>芦苇,固体剩余物则芒属>狼尾草>稻草>芦苇,所以总体上看芒属的热解稳定性相对较差,芦苇的热解稳定性较好,同时采用二级反应动力学模型由Coats-Redfern法求的相应得活化能和频率因子.也为今后更好、更合理高效的利用这些草类提供实验数.     

生物质热解过程吸热量

对生物质热解过程吸热量(生物质升温所吸热量和生物质热解所吸热量的和)的研究现状进行了总结分析,认为目前采用的分别选取生物质热容cp和热解反应热Qp用公式来计算热解过程吸热量的方法很难得出准确的结果。通过对同步热分析仪(STA)的分析和对差热曲线(DSC)的研究,将cp和Qp综合考虑,对实验所得DSC曲线进行处理和积分得出热解过程吸热量的规律。在Netsch STA 449C上对小麦秸秆、棉杆、花生壳和白松进行了实验研究和分析。结果表明:将1kg上述干生物质从初始室温303K升到主要热解反应完成的温度673K,所需提供的热量分别为523kJ4、59kJ、385kJ、646kJ,为生物质热解工艺的能量平衡分析和经济性分析提供了参考。     

生物质热解机理研究进展

总结了生物质热解动力学模型的研究进展,指出了全局反应动力学模型的不足之处;由此讨论了包含具体热解产物的热解机理反应模型,介绍了近年来热解机理研究的新方法,同时列举了包含新方法的实验例子;最后指出了热解机理研究中存在的关键问题。     

生物质快速热解制取生物质油

根据浅床层鼓泡流化床的特点以及生物质的热解特性,研制出生物质快速热解的流化床热解反应器,并进行生物质快速热解制取生物质油的试验研究。通过定量给料研究不同温度、不同流化气流量对热解产物的影响规律。试验得出生物质油的产率达65%(kg/kg),并对产出的生物质油用色质联机进行成分分析得出生物质油的主要成分,通过热重分析得到了生物质油的热解特性。     

应用裂解气相色谱对生物质快速裂解规律的研究

将现代化学分析领域中使用的分析方法－裂解气相色谱法用于对生物质杨木和稻秆的快速裂解的研究中,并依据动力学的研究方法,建立了较为系统的裂解产物分析方法,考察了裂解温度,物料升温速率对产物分布的影响,在裂解温度450℃,升温速率500℃／s,挥发性组分停留时间0.9s下分别获得了质量百分比77％（杨木原料）,65％（稻秆原料）的最大产液率,物料平衡的结果证明了裂解色谱研究方法行之有效,具有简单,投资少,快捷的优点,可用于生物质快速裂解的基础研究。     

玉米秸秆热解反应动力学的研究

利用热重分析法(TG)对粒径为0.28~0.60mm的玉米秸秆在5、10、20、30℃/min 4种不同升温速率下的热解反应动力学进行了研究。结果表明,秸秆的热解过程分为4个阶段,主要反应阶段在287~400℃之间,随着升温速率的增加,主要反应区间略有增加。Ozawa法计算出的玉米秸秆活化能(E)值在153~160 kJ/mol范围内,KAS法得出的玉米秸秆活化能集中在147~157 kJ/mol之间。用微分法Achar方程、积分法Coats-Redfern方程,将41种常用的固体反应动力学机理函数一一代入,再根据热分析动力学三因子求算的比较法得出玉米秸秆热解过程符合Mampel Power法则,并给出机理函数的微分形式和积分形式,反应级数为2,本研究为生物质热解装置的设计及参数优化提供了科学依据。     

农林生物质微波热解过程影响因素数值模拟研究

利用COMSOL有限元软件对3种微波热解影响因素进行计算分析,结果表明在不同波导位置工况下,平均温度差值最大达50%,微波能吸收效率最高可达92%;加入典型吸收剂炭球后可提升生物质对微波能的吸收效率,使得生物质的平均温度升高,能效最高可提高5%;通过给生物质添加旋转速度可优化其温度均匀性,有、无旋转速度的温度标准差相差最大约26%,但旋转速度对温度均匀性的影响较小。     

生物质连续热解炭化设备研究

针对现有生物质热解炭化设备需要引用外部热源加热导致的能源损耗、炭化装置复杂等问题,提出采用热解气回用燃烧的生物质热解炭化方案,设计一种新型回转连续式炭化设备。通过仿真分析与试验研究的方法,得到所设计炭化炉的最佳转速范围,并以生物质玉米秸秆为原料进行炭化试验。试验结果表明,设备纯小时处理生物质2.13 t,生物炭得率为30.2%,各项性能皆达到预期指标,可实现生物质的连续高效炭化。     

生物质快速催化裂解的反应动力学

根据生物质在流化床中气化受热速率较高的特点,设计了生物质快速升温催化裂解实验系统,提出生 物质催化裂解动力学模型。研究假定的模型综合了三竞争反应模型和二次反应模型的特点,即生物质首先进行3 个平行的裂解反应,生成气体、焦炭和焦油,焦油再经二次裂解生成气体和焦炭;模型对于锯末、纤维素和木 质素的催化裂解适用比较准确;动力学反应级数n的数值在0．66-1．57之间,用镍基催化剂时,其n值要高于 使用锻烧白云石时求出的n值;当白云石应用温度高于800℃时,焦油裂解活化能才有显著降低,即白云石的使 用温度宜高于800℃。     

秸秆类生物质热解特性及其动力学研究

该文对秸秆类生物质的热解行为进行了热重分析（TG）和差分热重分析（DTG）研究。加热速率分别为10K／min、20K／min和30K/min，加热终温为1173K；采用高纯氮气做保护气；样品粒径为250μm－1000μm。通过对TG、DTG曲线的分析，深入研究了加热速度、温度、加热时间等对热解过程的影响，建立了北方典型的秸秆类生物质的反应动力学方程，得出了该类物质热解反应动力学参数、表观活化能和频率因子，并提出了相应的热解机理。     

基于多层前馈网络的生物质热解失重过程模拟

试验获取了南方地区几种典型生物质固体废弃物的热解失重特性，运用多层前馈神经网络实现了对不同温度条件下失重特性的准确模拟，对ANN模型的准确性和训练精度进行了讨论。研究证实了人工神经网络应用热学过程模拟的可行性和有效性。