生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化行為特性和工程化研究.pdf

1、中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所博士學(xué)位論文生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化行為特性和工程化研究姓名：蔣劍春申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：林產(chǎn)化學(xué)加工指導(dǎo)教師：沈兆邦20030522尚有CH。和CnCm等少量的烷烴類氣體產(chǎn)物。氣體產(chǎn)物的含量和數(shù)量的變化主要取決于熱解反應(yīng)的升溫速度和爐內(nèi)的停留時間。反應(yīng)溫度高，停留時間長有利于氣相產(chǎn)物的形成。本研究的目的主要是為了得到液相產(chǎn)物，所以采用低溫和短停留時間的快速熱解工藝條件，以望獲得高的液相組份產(chǎn)率。2、生物質(zhì)

2、熱解化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究的分析測試結(jié)果表明：在不同的升溫速度情況下，生物質(zhì)的熱解反應(yīng)機(jī)理和過程發(fā)生變化，在42℃／min和40“C／min的升溫速度下，兩者反應(yīng)的TG—DSc_T曲線有相似之處，均出現(xiàn)明顯的吸熱峰，而在反應(yīng)的后期即390℃以后，升溫速度為42“C／min時，熱解化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型已經(jīng)不能用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型表示，其反應(yīng)速率與速度顯示了一個線性關(guān)系。40℃／min升溫速度時，在385～490℃拐點范圍內(nèi)，亦不能用通常使用的數(shù)學(xué)模

3、型公式描述。在490～700“C的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，用數(shù)學(xué)模型可以表示，且線性回歸的相關(guān)性很好。其反應(yīng)活化能為2953KJ／mol，大大低于人們通常試驗的數(shù)據(jù)(一般為70～1i0KJ／m01)。10℃／min和20。C／min的升溫速度時，其熱解反應(yīng)TG—DSCT曲線相近，且它們的反應(yīng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型基本符合傳統(tǒng)的表示方法。這個研究表明，不同升溫速度決定了反應(yīng)的過程。研究的結(jié)果可以推論，快速熱解反應(yīng)的機(jī)理將不同于人們通常描述的步驟進(jìn)行，相應(yīng)

4、的反應(yīng)活化能這一重要的物理參數(shù)會發(fā)生很大變化。這對研究快速熱解反應(yīng)的機(jī)理和進(jìn)一步工程化應(yīng)用研究起到啟示和指導(dǎo)作用。3、生物質(zhì)的氣化是熱解的繼續(xù)，屬于氣固反應(yīng)。對生物質(zhì)催化氣化研究表明：用水蒸汽作為氣化劑時，可以制取富H2和c0的氣體，提高氣化反應(yīng)溫度可以使CO的含量下降，CO的含量提高。本研究對生物質(zhì)定向氣化制取合成氣原料，取得很好效果。對氣化過程采用添加催化劑，能提高也和CO的含量，同時對COz和C乩的產(chǎn)生起到抑制作用。氣化溫度應(yīng)在7