利用TG-FTIR研究造纸黑液碱木质素的热解机理
2018-04-23马春富
生物质化学工程 2018年2期
谭 扬,马春富
(1.中国科学院烟台海岸带研究所,山东 烟台 264003;2.烟台大学,山东 烟台 264003)
生物质热解是生物质的有机组分在无氧环境下发生快速热降解生成固、液、气3态产物。这些产物的分布取决于生物质的组成、比例以及加热的时间和升温速率[1]。生物质的热解具有明显的优势:生物质热解产物有燃气、焦油或半焦,可根据需要加以利用,而焚烧只能利用热能;热解还可简化污染控制,热解过程中NOX、SOX、HCl等污染物的排放较少,烟气中灰分量较小;生物质中的硫和重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中,既减少环境污染又可回收;热解可以处理不适于焚烧的物质,如有毒有害的医疗垃圾等[2];生物质热解产生的液态产物生物油,是目前最合适的石油替代品,热值约为传统燃料油的一半以上,且易于储存和运输。此外,热解工艺流程相对简单,只需对现有原油炼化设备加以改造即可用于生物质的热解。生物质热解作为一项资源高效利用新技术,受到国内外学者的重视[3]。目前生物质热解机理着重于反应动力学、反应过程及反应产物3方面的研究。为揭示生物质热解复杂的反应过程并对其动力学进行研究,研究者们提出了2种模型:全局反应模型和分布反应模型[4-5]。全局反应模型大多采用线性化的近似处理方法,即通过一些简单的线性拟合和对数变换来处理数据从而获得Arrhenius方程的参数即活化能(E)和指前因子(A)。分布反应模型的主要拟合方法是,将生物质的3种组分纤维素、半纤维素、木质素分别热解,并假设各自发生一阶反应,分别研究三者各自的活化能分布规律。……
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