牛粪及其半焦的热解动力学特性比较研究

基于热重实验和多伪组分平行反应模型,采用多峰高斯拟合与Coats-Redfern分析相结合的方法,比较研究牛粪及其热解半焦的热解动力学特性,重点分析制焦温度(300~600℃)和升温模式(慢速和快速)的影响。结果表明:随着热解温度的升高,牛粪热解反应表现为脂溶性物质、半纤维素、纤维素、木质素以及灰分5大伪组分先后发生异化、分解,脱挥发分的过程,相互耦合,但具有各自的热分解主导区间;5大伪组分的活化能依次为33.34、98.27、176.51、31.34和63.27 k J/mol,热分解主导区间分别为120~400℃、250~380℃、310~370℃、250~530℃和600~700℃;随着制焦温度的升高,残余半焦中木质素伪组分的活化能逐渐增大,且随制焦温度的升高而升高,灰分伪组分的活化能也较牛粪原样中灰分伪组分的活化能有不同程度的增加,但并非线性递增关系;慢速和快速制焦模式对半焦中伪组分的活化能影响显著,但对其热分解主导区间的影响较小。