大豆秆的FTIR分析及热解机理研究-论文.pdf

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1、第30卷第l2期可再生能骤VoI．3ONo．122O12年12月RenewableEnergyResourcesDee．2012大豆秆的FTIR分析及热解机理研究陈东雨，刘庆玉，孙清，李轶，张敏，李金洋(沈阳农业大学工程学院，辽宁沈阳110866)摘要：为高效利用大豆秆，有效控制热解产物，采用FTIR分析了大豆秆的组分，利用热重法在4个不同升温速率下对大豆秆的热解行为进行了研究。结果表明，大豆秆主要组分为纤维素、半纤维素、木质素和木聚糖等。大豆秆热解可分为4个阶段，随着升温速率的提高，主反应区热重曲线和微分热重曲线都向高温方向移动，热解最大速率以及相对应的温度随之提

2、高；Ozawa法计算大豆秆主热解区间的活化能值集中在98．78~191．75kJimol：誊atava机理函数推断法得出大豆秆热解的最可能机理属于19号机理函数Avrami—Erofeev方程，随机成核和随后生长，反应级数n=3。关键词：大豆秆；生物质；热解；动力学中图分类号：TK6；$216．2文献标志码：A文章编号：1671—5292(2012)12-0040—05FTIRanalysisandpyrolysismechanismstudyofsoybeanstalkCHENDong-yu，LIUQing-yu，SUNQing，LIYi，ZHANGMin，LIJ

3、in—yang(CollegeofEngineering，ShenyangAgriculturalUniversity，Shenyang110866，China)Abstract：Inordertousethesoybeanstalkandcontrolthepyrolysisproductseffectively，compo—nentanalysiswascariedoutbyFTIR，andthepyrolysischaracteristicsofsoybeanstalkwereper-formedbythermogravimetricanalysis(TGA)

4、atfourdifferentheatingrates．Theresultsshowthecellulose，hemicellulose，ligninandxylanarethemaincomponentsofsoybeanstalk，andthepyrol-ysisprocessofsoybeanstalkcanbeseparatedintofourstages．Withtheheatingrateincreasing，theTGandDTGcurvesofthemainpyrolysisareashifttothehightemperaturescalethem

5、axi-mumpyrolysisrateanditscorrespondingtemperatureincreasetoo．Theactivationenergyofthemainpyrolysisareaisconcentratein98．78~191．75kJ／toolcalculatedbythemethodofOzawa．ThemostpossiblemechanismfunctionofsoybeanstalkisAvrami—Erofeevequation，whichisarandomnucleationandlatergrowth，andreactio

6、norderis3．Keywords：soybeanstalk；biomass；pyrolysis；dynamics0引言热解行为进行了大量研究刚1。本文利用傅立叶红在能源危机和环境污染的双重压力下，开发外光谱(FTIR)对大豆秆的组分进行了分析，并在和利用可再生能源成为解决上述能源和环境问题先进的热分析仪上进行了热解试验，根据试验数的关键之一⋯生物质作为第四大能源．具有二氧据进行了动力学参数计算，利用~atava法推断出化碳零排放的优点。生物质热解是生物质转换技了其热解机理。以期为大豆秆得到高效清洁的利术中的重要方式之一，也是生物质气化或燃烧等用提供理论依据，为生

7、物质热解装置的正确设计转化过程中的必经步骤。为清洁高效地利用生物提供指导。质能．国内外学者对农业废弃物、林业废弃物等的1材料与方法收稿日期：2012—09—05。基金项目：辽宁省博士启动基金项目(2009[072)。作者简介：陈东雨(1976一)，女．博士，讲师，从事生物质能工程的研究工作。E—mail：chdyu@163．COI1·40·陈东雨．等大豆秆的FFIR分析及热解机理研究1．1试验材料续表1本试验所用原料为天津蓟县所产的大豆秆。峰位置／cm吸收光谱的分类为减少水分对热解试验的影响，对大豆秆进行风1369CH弯曲振动(纤维素、半纤维素)1236烷基芳基