生物質(zhì)熱解氣化的動力學研究及熵產(chǎn)分析.pdf

1、本文利用熱重分析儀對生物質(zhì)樣品玉米秸稈和松木鋸末分別進行了熱解實驗和半焦CO2氣化實驗和分析，在常用動力學研究基礎上結合絕對反應速率理論以及非平衡熱動力學理論，對生物質(zhì)熱解氣化的反應機理進行了深入的研究，所得主要結論如下：
　?。?）通過利用熱重分析儀對玉米秸稈和松木鋸末進行了不同粒徑和不同升溫速率的熱解實驗，結果表明：TG和DTG曲線隨升溫速率的增大均向高溫區(qū)移動；粒徑越大，生物質(zhì)樣品間的溫度梯度越大，傳熱限制越明顯。
　

2、?。?）在熱解實驗基礎上，利用絕對反應速率理論，通過Coats-Redfern積分法對主反應區(qū)反應機理進行了深入研究，求取了其活化焓△H，及特征點處的活化熵與活化自由能，并求取了其反應速率常數(shù)，結果表明：活化熵△S隨著升溫速率的增加而增大，化學反應越加激烈；同時△G增大，達到相同失重率所需的溫度升高，反應所需反應能級增加。粒徑較小時，△H降低，熱解充分，殘余半焦質(zhì)量越少。
　　（3）利用n級反應速率模型求取了生物質(zhì)半焦CO2氣化反

3、應的活化能E、指前因子A和反應級數(shù)。并利用布多爾分壓原理求取了CO生成量與溫度的關系。結果表明：CO的穩(wěn)定性隨反應溫度的提高而增大，當反應溫度高達1223K時，CO的生成量達到98％。
　　（4）在熱分析實驗條件下，通過利用非平衡熱動力學原理，根據(jù)局域平衡假設，對半焦CO2氣化過程建立了熵產(chǎn)率方程，同時利用Onsager倒易關系推出反應速率與唯象系數(shù)的關系，并對引起熵產(chǎn)率的三個不可逆因素進行了求解分析，結果表明：傳熱熵產(chǎn)率>化學反