干/湿法烘焙预处理对稻壳燃烧反应特性的影响

来源：农业工程学报杂志2022年第6期北京时间：

作者：王淼,卫俊涛,张涛,丁宽,徐德良,李斌,王焦飞,张红,张书,

摘要：烘焙是提高生物质燃料性质的重要技术手段，探究干/湿法烘焙对稻壳热解燃烧反应特性的影响具有重要意义。该研究利用固定床与高压反应釜对稻壳进行了不同温度下的干法烘焙和湿法烘焙（水热碳化）预处理，并利用热重分析仪对稻壳、稻壳烘焙炭和稻壳水热炭开展了非等温燃烧反应特性分析，并且利用Coats?Redfern法与三种常见的气-固反应机理模型对样品的燃烧反应特性进行了动力学分析。最后，该研究对干法与湿法烘焙两种预处理方式对稻壳的热解燃烧反应特性的影响进行了比较。结果表明两种预处理方式对稻壳的热解与燃烧反应参数存在影响：均导致热解反应性降低，干烘焙提高稻壳燃烧反应性，且反应性随着干烘焙温度的提高而升高。但湿烘焙使稻壳燃烧反应性略有降低。在相同的预处理温度条件下，稻壳烘焙炭较稻壳水热炭具有更高的热解起始失重温度、更低的热解最大失重速率及其对应温度和热解反应性。对于稻壳、稻壳烘焙炭及稻壳水热炭的热解燃烧反应性，模型O1较其他两个模型的线性回归指数更高。干/湿法烘焙使稻壳热解活化能升高，而湿烘焙使燃烧活化能降低。此外，两个阶段样品的指前因子（A）均随活化能的增大而增大，二者间存在明显的线性关系（R2均大于0.95），表明反应过程具有动力学补偿效应。

关键词：生物质, 烘焙, 热解, 水热碳化, 燃烧, 动力学