基于多升温速率法的典型生物质热动力学分析

来源：农业工程学报杂志2016年第3期北京时间：

作者：田宜水,王茹,

摘要：为研究典型生物质热动力学，判断反应机理，获得反应的动力学速率参数，该文采用热重分析技术对玉米秸秆、小麦秸秆、棉秆、松树木屑、花生壳、甜高粱渣等生物质原料进行了氮气气氛下不同升温速率的热解特性试验研究，利用Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa法计算活化能，用Malek法确定最概然机理函数，建立了生物质热分析动力学模型，并讨论了不同生物质的差异性。结果表明：生物质的热解过程均包括3个主要阶段：干燥预热阶段、挥发分析出阶段、碳化阶段。典型生物质活化能随着转化率的增加而增加，在挥发分析出阶段，热解活化能介于144.61～167.34 kJ/mol之间；反应动力学机理均符合Avrami-Erofeev函数，但反应级数有一定的差异；指前因子介于26.66～33.97 s-1之间。这为生物质热化学转化过程工艺条件的优化及工程放大提供理论依据。

关键词：生物质, 热动力学, 温度, 热分析, 活化能, 机理函数