华中和西南区秸秆热解特性研究

【摘要】：生物质能是世界第四大能源之一,农作物秸秆是一种重要的生物质资源。生物质的热解利用越来越受到各国的重视,利用热解技术获取生物质能是未来最有前景的生物质能利用方式之一。本研究以油菜、水稻、玉米、小麦和棉花秸秆为研究对象,采用SDT-Q600型同步热分析仪,对秸秆进行热解试验,结合木质纤维含量和热化学工程特性对秸秆进行热解特性分析。建立了热解动力学模型,获取秸秆的热解动力学参数。利用DSC曲线求取了热解过程吸热量。主要研究结论如下:(1)秸秆热解TG曲线表现形状基本上是类似的,TG曲线呈现为“S”型。但是在热解反应的起始和终止温度、失重速率以及失重速率峰值点、残余物含量等方面的特征有一定的差异。由TG曲线来看,可以将热解过程分为预加热和干燥阶段、预热解阶段、固体分解阶段和残炭分解阶段四个阶段。(2)油菜、水稻、小麦和棉花试样的TG曲线基本重合,玉米试样的TG曲线与其他试样的明显不同。五种秸秆试样的DSC曲线走势类似,但是各个试样DSC曲线间的热流值均不相等;三个地区小麦秸秆试样的DTG曲线均不相同,最大热解速率也各不相等,云南和湖北地区的小麦秸秆试样在低温区出现了明显的侧峰;四川、湖北和云南三个地区小麦秸秆试样的DSC曲线差异明显,各个试样DSC曲线间的热流值均不相等,四川地区小麦秸秆试样出现明显的峰值,其他两个地区秸秆试样不明显。说明秸秆的种类和产地均对秸秆的热解特性有影响。(3)油菜秸秆热解主要失重的第一阶段活化能分布在35.10~37.30 k J/mol的范围内,第一阶段的频率因子分布在0.12~0.39 S-1的范围内;第二阶段的活化能分布在112.77~124.99 k J/mol的范围内,第二阶段的频率因子分布在7.07E+06~8.73E+07 S-1的范围内,线性相关系数0.99。小麦秸秆热解主要失重第一阶段的活化能分布在48.51~132.37k J/mol的范围内,第一阶段的频率因子分布在5.64~8.85E+07 S-1的范围内;第二阶段的活化能分布在75.07~144.38k J/mol的范围内,第二阶段的频率因子分布在2.27E+03~3.4E+09的范围内。线性相关系数r都在0.99以上。玉米秸秆热解主要失重第一阶段的活化能分布在59.79~89.86k J/mol的范围内,第一阶段的频率因子分布在5.62E+01~4.4E+04 S-1的范围内;第二阶段的活化能分布在96.35~121.98k J/mol的范围内,第二阶段的频率因子分布在1.09E+05~3.89E+07 S-1的范围内,线性相关系数都在0.99以上。水稻秸秆样品的热解失重阶段的活化能分布在89.21~101.08k J/mol之间,频率因子分布在4.97E+04~3.53E+05 S-1的范围内,相关系数都在0.99以上。油菜秸秆的吸热量在414.41~1182 J/g的范围内,小麦秸秆的吸热量在586.16~2525.37 J/g的范围内,玉米秸秆的吸热量在2486.88~2873.92J/g的范围内,水稻秸秆的吸热量在1680.75~2374.5J/g的范围内。小麦秸秆的吸热量变动范围较广,玉米秸秆的吸热量比较集中。油菜、小麦、玉米和水稻秸秆的热解吸热量各不相同,差异很大。玉米秸秆样品的吸热量平均值最大,比较集中;而小麦秸秆样品的热解吸热量均值最小,说明秸秆种类对热解吸热量影响很大。(4)通过对小麦和玉米秸秆的吸热量对比,湖北产区的这两种秸秆吸热量都较其他两个产区的秸秆样品大;湖北产区的这两种秸秆同样具有较高的低位热值,说明地域对秸秆热解吸热量有影响,同时具有较高低位热值的秸秆种类的热解吸热量普遍较大。 【关键词】：秸秆 热解特性 吸热量 动力学
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究的目的与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 研究内容与技术路线13-15
• 1.3.1 主要研究内容13-15
• 1.3.2 技术路线15
• 1.4 本章小结15-17
• 第二章 秸秆热解参数测定和特性分析17-39
• 2.1 试样的采集与制备17
• 2.2 仪器与方法17-19
• 2.2.1 试验仪器17-18
• 2.2.2 试验原理方法18-19
• 2.3 结果与分析19-38
• 2.3.1 木质纤维测定结果19-20
• 2.3.2 TG-DTG曲线分析20-32
• 2.3.3 DSC曲线分析32-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 秸秆热解动力学分析39-51
• 3.1 热解动力学基本理论39-44
• 3.1.1 热解方程建立39-41
• 3.1.2 动力学模型的基本思想41-42
• 3.1.3 选取动力学模型机理函数42-44
• 3.2 热解动力学模型的建立44-51
• 3.2.1 各个地区油菜秸秆样品的热解动力学分析49
• 3.2.2 各个地区小麦秸秆样品的热解动力学分析49-50
• 3.2.3 各个地区玉米秸秆样品的热解动力学分析50-51
• 3.2.4 各个地区水稻秸秆样品的热解动力学分析51
• 3.3 本章小结51
• 第四章 结论及进一步设想51-54
• 4.1 主要研究结论51-52
• 4.2 进一步研究设想52-54
• 参考文献54-58
• 附录58-59
• 致谢59

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

不同种类生物质热解特性研究    史长东;张锐;车德勇;贾嘉;

生物质热解特性研究    林木森;蒋剑春;

棉秆催化热解特性及动力学建模研究    陈明强;齐雪宜;王君;陈明功;闵凡飞;刘少敏;井波;

两种玉米秸秆热解过程动力学模型的比较    王通洲;高虹;

核桃壳热解特性及几种动力学模型结果比较    郑志锋;黄元波;蒋剑春;戴伟娣;杨晓琴;

象草热解特性及动力学分析    李伯松;蒋恩臣;王明峰;张强;许细微;刘敏;周岭;

秸秆等温干燥热质传输机理研究(Ⅰ)——TG/DSC实验分析    陈登宇;张栋;朱锡锋;

生物质热解的物理化学模型与分析方法研究    陈海翔

利用玉米秸秆制作生物质板材的研究    吴婷婷

基于元胞自动机的生物质颗粒慢速热解模型    李红萍;李延升;张长森;刘国际;

棉秆/塑料复合人造板研究现状及发展趋势    高黎;蔺焘;王正;郭文静;李旸;

碱分级分离毛竹竹竿半纤维素及其结构表征    余紫苹;彭红;林妲;胡铮瑢;王娜;阮榕生;刘玉环;张锦胜;

粘胶基炭纤维热解特性及几种动力学方法研究    马明硕;曾晓丹;高艳;王建刚;徐利;

Pyrolysis Characteristics and Kinetics of Methyl Oleate based on TG-FTIR Method    Wang Xuechun;Fang Jianhua;Chen Boshui;Wang Jiu;Wu Jiang;

消除油垢热分析实验噪音方法和热动力学研究    谢正文;袁巧;曲方;

温度积分近似式的评析    王秀兰;穆小玲;王宝和;

生物质与煤共热解技术的研究进展    

木材热解过程中颗粒内部传热模型的探析    景亮晶;李瑞;邓旭升;何亮;吕兆琳;

三种常见生物质热解动力学特性的研究    肖瑞瑞;杨伟;陈雪莉;于广锁;

大豆渣的资源化研究—亚临界水解过程及热解过程    朱广用

污泥混煤燃烧热解特性及其灰渣熔融性实验研究    刘亮

餐饮业烟道油垢自燃发火机理及细水雾自动灭火系统研究    谢正文

生物质热裂解特性分析及生物油的应用研究    王丽红

生物质热解气化气相产物释放特性和焦结构演化行为研究    付鹏

棉秆纤维束及其复合材料性能研究    蔺焘

干燥和烘焙预处理制备高品质生物质原料的基础研究    陈登宇

生物质微米燃料高温燃烧实验及动力学模型研究    易其国

生物质秸秆—高密度聚乙烯定向秸塑板的制备及其热压成材机理研究    漆楚生

生物质与煤共热解气化行为特性及动力学研究    孙云娟

木材热解过程中单颗粒内部传热模型的建立与研究    景亮晶

生物质热解与氟氯迁徙规律的实验研究    胥广福

油菜籽粕生物质热解过程及产物特性研究    董优雅

熔盐热裂解水稻秸秆动力学及试验    黄承洁

氢氧化镁纳米棒的热分解动力学和干燥动力学    王秀兰

碱式氯化镁纳米棒干燥动力学和热分解动力学    穆小玲

微波辐射极化脂肪酸盐羧基端促进成烃的机理研究与应用    王允圃

生物质催化裂解气化特性研究    武志敏

生物质与煤炭共热解特性及协同作用的研究    赵淑蘅

毛竹半纤维素分离及结构研究    余紫苹

玉米秸秆碎粉填充聚氨酯泡沫隔热塑料的研究及应用    郑水蓉;何武全;张聪莉;王熙;郑高锋;李铁虎;

生物质能源化学转化技术与应用研究进展    田水泉;张立科;杨风岭;张宪宏;樊静;

桉树木材干燥过程曲线的研究    王喜明,贺勤

生物质材料产业将成为保障国家木材安全的重要举措    冷秋;王硕;

海藻类生物质的热解和燃烧特性的研究    王爽;姜秀民;王宁;于立军;李祯;何培民;

生物质材料的制备与表征    朱伯明;莫锦聪;王正辉;

PLC在ZJ19A机组捕烟轮伺服系统中的应用    张建设

采用双外推法计算稻壳热解活化能    郭清杰;王君;陈明强;陈明功;

三种生物质的热解动力学研究    王君;陈明强;张明旭;闵凡飞;陈明功;

水力空化对化学反应的强化效应    张晓冬,李志义,武君,刘学武,刘东学,夏远景

生物质热裂解机理试验研究    谭洪

秸秆干燥过程的实验研究与理论分析    雷廷宙

生物质微波裂解制备液体燃料的基础研究    王君

农作物废弃物液化的实验研究    于树峰

生物质多组分的热裂解动力学研究    文丽华

生物质热解动力学研究    王新运

生物质三组分热裂解特性及其动力学研究    黄娜

稻壳热解特性及其动力学研究    王章霞;陈明强;王君;陈明功;闵凡飞;

煤粉热解特性实验研究    魏砾宏;李润东;李爱民;李延吉;姜秀民;

氧量对松木热解特性的影响    王芸;陈亮;苏毅;吴文广;罗永浩;

高挥发分煤粉热解特性实验研究    马金凤;徐有宁;史俊瑞;薛治家;黄新章;

纤维素的加压热解特性及动力学研究    胡亿明;蒋剑春;孙云娟;杨中志;

废弃植物中药渣的热解特性及动力学研究    王攀;于宏兵;薛旭方;洪楠;展思辉;

用热分析法研究煤的热解特性    徐建国,魏兆龙

玉米秸秆热解特性及动力学的实验研究    付小倩;魏朝晖;

农药生产废渣燃烧/热解特性研究    李春雨;蒋旭光;安春国;费振伟;池涌;严建华;

升温速率、气氛与粒径对玉米秸秆热解特性的影响    惠世恩;梁凌;刘长春;王登辉;陈志良;荆强征;

烟煤热解特性研究    靳会宁;赵明;秦乐;耿向瑾;

烟煤热解特性研究    靳会宁;赵明;秦乐;耿向瑾;

铁基矿物质对西部弱还原性煤热解特性的影响    王美君;何秀风;陈小利;常丽萍;

生物质材料低温热解特性实验研究    蒋恩臣;何光设;简秀梅;

劣质煤混烧热解特性实验研究    范文武;

超细煤粉热解特性的试验研究    樊俊杰;金晶;代纪邦;

TG-MS联用研究生物质的热解特性    陈祎;罗永浩;张睿智;段佳;

TG-MS联用研究生物质的热解特性    陈祎;罗永浩;张睿智;段佳;

PVC壁纸的热解特性研究    鱼歌;高亚萍;

海藻热解特性及其动力学研究    刘树炜;吴创之;林黑着;

不同降解模式担子菌影响木质纤维素热解特性机制研究    曾叶霖

城市生活垃圾热解特性试验研究及预测模型    温俊明

医疗废物热解特性及动力学模型研究    邓娜

神东和平朔煤在不同反应器中的热解特性    吴波

油砂热解特性及其产物生成机理研究    贾春霞

华中和西南区秸秆热解特性研究    冉二君

农业废弃物热解特性的研究    唐京禧

劣质褐煤的热解特性及动力学研究    孙喆

用热重—红外联合技术研究玉米秸秆热解特性    孟百宏

城市生活垃圾快速热解特性的研究    吴旺明

垃圾热解特性研究及热解特性神经网络预测    罗春鹏

玉米棉花秸秆混合热解特性研究    李慧

生物质两级热解特性研究    杨晓初

金属盐类和金属氧化物对煤热解特性的影响    苏文娟

富氢气氛下煤催化热解特性研究    李敏