1、生物質熱解不僅是生物質液化、氣化和燃燒等轉化過程中的必經步驟，而且本身也是產生高能量密度產物的獨立工藝。為了提高生物質熱解目標產物的產率、降低操作費用、增加生物質與一次能源的競爭力，開發(fā)用于生物質原料熱解的高效催化劑勢在必行。對生物質熱解動力學的研究和機理推斷，有助于深入了解生物質的熱解行為，獲得相對簡單的模型可用于指導設計和實際操作運行?；谶@一目的，本文對預處理秸稈類生物質的熱解動力學進行了研究。 本文實驗原料為四種秸稈(甜

2、高粱莖稈殘渣、棉花稈、葵花稈、大豆稈)，每種秸稈分四個樣品(原生物質、0.1mol/L鹽酸的處理、質量百分比濃度為3％的氯化鉀溶液的處理、質量百分比濃度為10％的氯化鉀溶液的處理)，分別在Prisl熱重分析儀上在五個不同升溫速率(15、25、35、45、55℃/min)下進行了熱解實驗，并進行了動力學參數的計算和機理的推斷。文章結合國家自然科學技術基金資助項目“生物質快速熱裂解主要參數對生物油產量及特性的影響”(編號：50276039)

3、進行。 通過對熱解曲線的分析得知所有樣品的熱解都可分為四個階段，但每個階段所屬的溫度區(qū)間因樣品的差異而有所不同；鹽酸酸洗對四種秸稈熱解曲線的形狀都產生了顯著的影響，并都明顯提高了揮發(fā)物的產量；3％和10％氯化鉀溶液的處理對熱解曲線的形狀影響不大，少量氯化鉀的加入有利于揮發(fā)物的形成，氯化鉀增加到一定量可以提高炭產量；在同一升溫速率下鹽酸酸洗和氯化鉀的加入使熱解速率加大。 利用Ozawa法計算了所有樣品主要熱解區(qū)間的活化能值

4、，基本都在110～190kJ/mol范圍內；經過處理的樣品主熱解區(qū)間的活化能值跨度較小；隨著升溫速率的提高活化能值跟著提高。 Satava機理函數推斷法推出甜高粱莖桿殘渣原生物質和氯化鉀溶液處理的甜高梁莖稈殘渣熱解機理屬于9號機理函數-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程，三維擴散；鹽酸酸洗甜高粱莖稈熱解屬于2號機理-Valensi方程，圓柱形對稱，二維擴散；將推斷出的機理函數和常用的假設機理函數F(α)=(

5、1-α)<'n>分別代入Coats-Redfem積分法方程和Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法方程，對計算出的動力學參數進行比較，結果表明推斷出的機理函數能更真實的反映生物質熱解的動力學過程，而常用的假設機理函數計算出的動力學參數和實際值相差很大，所以在以后的生物質熱解動力學計算中應盡量少用或不用。 Coats-Redfem積分法和Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法相結合兩

6、次篩選后，將動力學參數和Ozawa法進行比較推斷出棉花稈原生物質熱解屬于9號機理函數-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程，三維擴散；鹽酸酸洗和氯化鉀溶液處理的棉花稈熱解屬于18號機理-Avrami-Erofeev方程，隨機成核和隨后生長，反應級數n=2。 Satava法推斷出葵花稈原生物質和鹽酸酸洗葵花稈熱解最可能機理是19號機理函數-Avrami-Erofeev方程，隨機成核和隨后生長，反應級數n=3；

7、3％氯化鉀溶液處理的葵花稈和10％氯化鉀溶液處理的葵花稈熱解的最可能機理是9號機理函數-Zhuralev-Lesakin-Tempelman方程，三維擴散。 Satava法推斷出大豆稈原生物質熱解屬于19號機理函數-Avrami-Erofeev方程，隨機成核和隨后生長，反應級數n=3：鹽酸酸洗大豆稈、3％氯化鉀溶液處理的大豆稈和10％氯化鉀溶液處理的大豆稈熱解的最可能機理是9號機理函數-Zhuralev-Lesakin-Temp