谷子秸秆的热解特性及傅里叶红外光谱分析

• 作者: 刘璐 巴浩楠 鄂爽 陈东雨 马瑞洁 高冬笑 黄顺朝
• 来源期刊: 沈阳农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 谷子 热解 动力学 活化能 傅里叶红外光谱
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 697-704
• 页数: 8页
• 分类号: TK6|S515
• 字数: 6687字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1700.2017.06.009

摘要

为深入探讨谷子秸秆热解工艺的过程和机理,采用热重分析仪(TGA)对比分析了谷子秸秆在5个(5,10,15,20,25℃·min-1)不同升温速率下的热解特性,使用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)两种方法分别计算了谷子秸秆在13个(15%~75%)转化率下的活化能值及其偏差,同时选取不同终止温度(半纤维素反应后、峰值以及纤维素反应后所对应的温度),采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析谷子秸秆热解剩余物的有机结构.结果表明:谷子秸秆的热解过程可分为四个阶段,并且在5种升温速率下的热解趋势相似,但随着升温速率的提高,热解会出现热滞后现象.通过KAS方法计算的活化能值为52.93~103.95kJ·mol-1,FWO方法计算的活化能值为54.85~104.31kJ·mol-1,FWO方法获得的活化能值略高于KAS方法,数值的差异是因为计算过程中选取的近似值不同,虽然两种计算方法的准确性不同,但计算的活化能值都随转化率的升高先下降后上升,最高的活化能值出现在转化率为75%时,此时处于热解反应的后期,反应的进行相对困难,这表明木质素的分解相对困难.同升温速率、不同终温下热解所得谷子秸秆的红外光谱图整体走势一致,主要基团吸收峰的位置变化不大,但吸收峰的强度有明显差异,当终止温度超过400℃时,甚至有个别吸收峰慢慢消失,此时谷子秸秆高分子聚合物基本上都已经被分解成小分子.升温速率对整个热解过程的影响不大,不同升温速率下,热解的终止温度相近时,剩余物的成分相似,光谱图的曲线也趋于一致.为生物质热解反应器的设计提供了合理的科学依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈东雨	沈阳农业大学工程学院	28	120	7.0	9.0
2	鄂爽	沈阳农业大学工程学院	1	5	1.0	1.0
3	巴浩楠	沈阳农业大学工程学院	2	5	1.0	2.0
4	马瑞洁	上海交通大学农业与生物学院	3	5	1.0	2.0
5	刘璐	沈阳农业大学工程学院	16	16	2.0	3.0
6	高冬笑	沈阳农业大学工程学院	2	5	1.0	2.0
7	黄顺朝	沈阳农业大学工程学院	3	5	1.0	2.0