生物质低温热解与氧化动力学特性研究OA

生物质在储存与运输过程中易发生自燃,传统生物质自燃研究中热重分析/量热实验常采用粉末状样品,这与生物质的实际储存状态存在较大差异。另外,现有的生物质反应动力学模型在250℃以下温度区间的适应性较差。基于此,搭建了生物质低温热解与氧化特性测试平台,在不同氧气气氛下对不同颗粒尺寸(原始大颗粒、2.0 mm颗粒以及0.2 mm颗粒)的稻草秆与大豆壳的热失重行为开展测试。构建了热解-组分独立氧化模型与热解-总包氧化模型,并进行了参数优化,实现了生物质在低温区间热解与氧化行为的准确预测。结果表明:生物质反应速率随温度升高显著提升,但当生物质消耗到一定程度后,升温对生物质反应速率的促进作用逐渐减弱。提高氧气含量可加快生物质的反应速率,但其对反应速度的促进作用弱于温度升高的影响;在相同温度和氧含量条件下,2.0 mm颗粒样品的反应速率最高,原始样品的反应速率最低,0.2 mm颗粒样品的反应速率介于两者之间;对原始颗粒尺寸的生物质样品开展实验并针对性地构建生物质自燃反应动力学模型更符合实际情况;该热解-总包氧化模型能较好地预测不同粒径的稻草秆和大豆壳在不同氧含量下随温度升高过程中质量损失规律,适用于低温区间生物质热解及氧化反应的预测。