生物质热解特性研究实验讲义2

实验讲义
生物质热解动力学研究
一. 实验目的
1. 了解生物质热解制燃料气和燃料油的过程
2. 掌握生物质热解的基本特性。
3. 学会使用origin软件做图。
昂达v972四核版二.实验原理
从化学反应的角度对其进行分析, 生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应,包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。木材、林业废弃物和农作物废弃物等的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。纤维素在52℃时开始热解,随着温度的升高,热解反应速度加快,到350370℃时,分解为低分子产物,其热解过程为:
(C6H10O5)nnC6H10O5夏世莲
  C6H10O5H2再就业培训O+2CH3-CO-CHO
  CH3-CO-CHO+H2CH3-CO-CH2OH
  CH3-CO-CH2OH+H2CH3-CHOH-CH2楚生+H2O
  半纤维素结构上带有支链,是木材中最不稳定的组分,在225325℃分解,比纤维素更易热分解,其热解机理与纤维素相似。
  从物质迁移、能量传递的角度对其进行分析,在生物质热解过程中,热量首先传递到颗粒表面,再由表面传到颗粒内部。热解过程由外至内逐层进行,生物质颗粒被加热的成分迅速裂解成木炭和挥发分。其中,挥发分由可冷凝气体和不可冷凝气体组成,可冷凝气体经过快速冷凝可以得到生物油。一次裂解反应生成生物质炭、一次生物油和不可冷凝气体。在多孔隙生物质颗粒内部的挥发分将进一步裂解,形成不可冷凝气体和热稳定的二次生物油。同时,当挥发分气体离开生物颗粒时,还将穿越周围的气相组分,在这里进一步裂化分解,称为二次裂解反应。生物质热解过程最终形成生物油、不可冷凝气体和半焦。
. 实验仪器与材料
写眞实验仪器:综合热分析仪、奥氏气体分析仪、气相谱、电子天平、控温磁力加热搅拌器、紫外可见光分光光度计、玻璃转子流量计、稳压器、粉碎机、蠕动泵、湿式气体流量计
实验材料:玉米芯、橘皮、甘蔗渣等农林废物、刚玉坩埚、1cm比皿(4个)、50ml容量瓶(10个)、1000ml容量瓶(5个)150ml锥形瓶(10个)、烧杯、滤纸、漏斗、碳酸钠、酒石酸、盐酸、硫酸、钼酸铵、柠檬酸、
四.实验装置及流程
图 1  生物质热解实验装置
五.实验方法和步骤
1.生物质筛分
将玉米芯(写自己实验所采用的生物质名称)等生物质分别放入粉碎机中粉碎,并过90目筛。
2. 热解实验步骤
  采用日本Shimadzu DTG-60H热重分析仪,取筛分好的生物质原料约10mg,置于热天平坩埚内,通入氮气作为保护气,使物料在氮气氛围内热解,氮气流量为100mL/min,以20℃/min升温速率从室温升至1100℃。基督教圣歌
样品的失重率ω和转化率χ计算公式如下:
ω=﹙W0-Wt﹚/W0×100%                ⑴
χ=﹙W0-Wt﹚/﹙W0-Wf﹚×100%        ⑵
式中,W0为热解开始时样品的质量,mg;
Wt为热解时间为t(min)时样品的质量,mg;
Wf为热解终了时样品的质量,mg。
六、结果与讨论
    对实验所得数据进行处理:
1)绘出生物质热解过程的TGDTA曲线。
2)确定生物质热解反应经历的不同阶段。
3)研究生物质热解动力学,给出生物质热解动力学模型。

本文发布于:2024-09-22 09:40:10,感谢您对本站的认可!

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标签:热解   生物质   实验   气体   过程   反应
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