沙柳熱解特性及熱解動力學

武彥偉，宮聚輝，高學藝，王克冰

(內蒙古農業大學理學院， 呼和浩特010018)

?

沙柳熱解特性及熱解動力學

武彥偉，宮聚輝，高學藝，王克冰

(內蒙古農業大學理學院， 呼和浩特010018)

為研究沙生灌木的代表沙柳的熱解特性、熱解動力學及熱解過程中產物的形成特性，并進一步探討沙柳的熱解行為和過程的反應機理。采用熱重法及熱重紅外聯用技術對沙柳的熱解失重過程、熱解過程產生的氣體和焦炭產物進行表征，采用Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfem積分法對沙柳的主要熱解階段進行動力學分析，求取活化能并推出描述其熱重過程的機理函數。試驗結果表明：沙柳的熱解過程分為三個階段，分別為脫水、快速熱解和焦炭熱解階段。升溫速率的增大有利于第二階段揮發份的析出，但對第三階段焦炭組分的熱解不利，增加了800 ℃時殘留的焦炭產率。沙柳主要熱解階段的活化能處于106.79～135.81 KJ/mol，且過程服從Avrami-Erofeev方程。熱解過程中氣態產物主要有H2O、CO2、CO、CH4、烷烴、酸、醛和醚類化合物等。不同溫度下焦炭殘渣的紅外光譜表明，400 ℃前為半纖維素和纖維素糖苷鍵與糖環結構及乙酰羰基的斷裂。400 ℃后為木質素中芳環結構單元及芳香核之間通過芳醚鍵連接的空間網狀結構的破壞，而碳—碳鍵卻得以保留和含量提高，整個失重過程揮發份的逸出主要與含氧官能團的熱解有關。

生物質；熱解特性；動力學；熱解產物；熱重紅外聯用

熱解作為生物質熱化學轉化的重要途徑和環節，其可轉化為高附加值的活性炭……