烟杆裂解及微波膨化的研究

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1、安徽理工大学硕士学位论文烟杆裂解及微波膨化的研究姓名：陈晶铃申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：陈明功;张洪流20090601摘要摘要烟杆作为烟草种植和加工的副产物，每年有大量烟杆被废弃，这不仅浪费了可利用资源，而且对环境造成污染；研究如何充分利用烟杆特性，特别是工业化应用，对环境保护和提高烟农收入均有重要意义。本研究采用热分析仪考察了烟杆裂解特性，并根据热分析数据开展了烟杆裂解动力学研究。针对烟杆资源利用现状，以烟杆适宜利用技术为出发点，进行了烟杆裂解实验和微波膨化实验，为烟杆进一步规模化应用提供理论依据。热分析实验在氮气流量为60mL／min，加

2、热终温为700"12，升温速率为5、15、25和35"C／rain的条件下完成。TG和DTG曲线分析表明：烟杆裂解经历三个不同的失重阶段，其主要裂解区在156-480℃。采用FWO法和Pol∞scu法计算出烟杆裂解反应的活化能表明粒径对其影响不大，且活化能随着反应加深增大。烟杆裂解实验结果表明：以得到最大液体产率为目的，烟杆裂解的最佳工艺条件为烟杆粒径18---40目，裂解温度500℃，液体最大产率可达到35％左右；加入催化剂氧化镁和凹凸棒土可提高液体产率，氧化钙降低了液体产率，白云石对液体产率无明显影响。利用气相色谱仪和色谱一质谱联用仪分别分析烟杆裂解的

3、气体产物和液体产物，表明主要气体产物是CO、C02、H2和CH4等，主要液体产物是烟碱、酸、醛、醚、酯、醇和杂环化合物等。烟杆微波膨化实验表明：烟杆含水率对其微波膨化率有重要影响，烟杆含水率在20％左右膨化效果最佳，最佳膨化时间约为80s；在烟杆微波膨化过程中，温度也发生明显变化，当温度在85"-'95℃范围内时，烟杆膨化最为显著；加入适量膨化剂不仅可以显著提高烟杆膨化率，而且还可以改善烟杆的膨化质量，在本实验条件下，膨化剂最佳浓度为10％左右。图34表2l参考文献90关键词：烟杆；热分析；动力学；热裂解；微波膨化分类号：TS49安徽理。厂大学硕十论文Ab

4、stractAlotoftobaccostemsthatareby—productsfromtobaccoproductionareabandondedeveryyear．Itnotonlywastesavailableresources，butalsocausesenvironmentalpollution．Soitissignificanttostudyindustrialapplicationoftobaccostemsintermsofenvironmentalprotectionandraisingfarmers’income．Tobaccost

5、emprolysischaracteristicswerestudiedwiththermalanalysisinstrumentandpyrolysiskineticseswereinvestigatedbasedonthermaldata．Forseekingsuitableways，tobaccostemprolysisandmicrowaveexpansionwerestudiedexperimentally,whichprovidessomefundamentaldatasforindustrialapplicationoftobaccostem

6、s．Thethermalanalysisexperimentswereperformedupto700"Catheatingratesof5，15，25，and35。C／mininadynamicnitrogenrflowof60mL／min．AccordingtoTGandDTG,therewerethreeweightlossstagesinthepyrolysisprocess，andweightlostremarklyduring150．-480。C．Pyrolysisactivationenergiesatdifferentparticlesiz

7、escalculatedbyFWOandPopcscumethodsrespectivelywereapproximatelyidentical，andactivationenergiesincreasedasreactionconversionincreased．ResultsoftobaeeostemprolysisindicatedthattheoptimumconditionformaximumliquidyielyWasparticlediameter18—40mesh，prolysistemperature500"C．Andthemaximum

8、yieldofliquidwas35％．MgOandattapul