生物油重质组分模型物热解行为及其动力学研究.pdf

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1、第41卷第2期燃料化学学报Vo1．41No．22013年2月JournalofFuelChemistryandTechnologyFeb．2013文章编号：0253—2409(2013)02-0198-09生物油重质组分模型物热解行为及其动力学研究吕微，张琦，王铁军，李伯松，马隆龙(中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室，广东广州510640)摘要：采用TG—FT—IR在非等温条件下对生物油重质组分酚、醛和糖类模型代表物(丁香酚、香草醛、左旋葡聚糖)进行热解特性及其热解动力学分析。TG—DTG曲线和Fr—测试数据显示，重质组分模型

2、物热解的先后次序是酚类、醛类、糖类物质。香草醛、丁香酚均为一个主热解阶段，主要产物为水、烷烯烃、CO、CO和小分子酚、芳香醛。左旋葡聚糖热解分两阶段进行，热解发生在较高温区(180～370℃)，主要热解产物有CO、烷烯烃、醛、酮和环醚，少量的CO和水。混合物热解分为三个阶段，产物与单一模型物热解产物相似，但有少量缩醛低聚物。对比单一组分，混合物中羰基和羟基组分在较高温区(≥300℃)存在相互作用，生成难分解的缩聚物。其中，糖类是影响重质组分热解速率的主要物质。根据热重数据对热解各阶段进行动力学拟合，确定了模型物热解反应动力学三因素。平均表观活化能和反

3、应级数分别为：E左旋葡聚糖第一、第二阶段分别为115．80kJ／mol(0．5级)、141．19kJ／mol(2／3级)；E混合物第一阶段为54．46kJ／mol(1级)、第二阶段为5O．67kJ／mol(2／5级)；ET香酚为42．29kJ／mol(0．7级)；El弄醛为36．53kJ／mol(0．95级)。关键词：生物油重质组分；模型物；热解特性；动力学中图分类号：TQ517．4文献标识码：AThermaldegradationbehaviorsandpyrolysiskineticsofmodelcompoundsofbit·oilheavyf

4、ractionsLUWei，ZHANGQi，WANGTie-jun，LIBo—song，MALong-long(KeyLaboratoryofRenewableEnergyandGasHydrate，GuangzhouInstituteofEnergyConversion，ChineseAcademyofSciences，Guangzhou510640，China)Abstract：Eugenol，vanillicaldehyrdeandlevoglucosanwereselectedasthemodelcompoundsofbit．oi1heavy

5、fractionsforphenols，aldehvdesandsacchafides，respectively；theirthermaldegradationbehaviorsandpyrolysiskineticswereinvestigatedbythermogravimetricandFouriertransforminfraredspectrometeranalysesfTG．FT—IR)undernon—isothermalconditions．Theresultsindicatedthatthehydroxylbenzenesexhib

6、itsthegreatesttendencytodecompose，followedbythealdehydesandcarbohydrate．Onestagethermaldegradationisidentifiedforeugenolandvanillicaldehyde，withtheformationofwater，C0，，C0，alkanes，alkenes．aswellassmallmoleculesofphenolsandaromaticaldehydes．Levoglucosanpyrolysisproceedsslowlyintw

7、ostagesatmediam—hightemperature(180～370℃)；theproductsaremainlycomposedofC02，aldehydes，ketones，cyclicethers，andasmallamountofwaterandCO．Asforthemixtureofthemodelcompounds．therearethreestagesinthepyrolysisprocess；thepyrolysisproductsevolvedsharethesamecompositionsofthreemodelsamp

8、lesbesidestheformationofsomelowmolecularaceta1polymers