棕榈壳热解特性及动力学分析研究

"棕榈壳热解特性及动力学分析，王杰，王文举，南京理工大学能源与动力工程学院" 本文研究的是棕榈壳的热解特性及其动力学行为，作者是王杰和王文举，来自南京理工大学能源与动力工程学院。热解是一种将有机物质在无氧条件下加热分解的过程，常用于生物质资源的转化和能源回收。棕榈壳作为一种常见的生物质废弃物，其热解可以产生有价值的化学产品和生物燃料。 通过热重分析(TGA)技术，研究者考察了不同升温速率下棕榈壳的热解过程。结果显示，棕榈壳的热解可以分为三个阶段：第一阶段是预热解阶段，主要发生在较低的温度下，可能涉及水分和其他挥发性成分的蒸发；第二阶段为主热解阶段，大约在150~500℃，这是热解的主要发生区间，大分子生物质在此阶段分解为小分子化合物；第三阶段是残余炭的形成和稳定化，温度通常更高。 随着升温速率的增加，棕榈壳的热解初始温度、终了温度和最大失重速率均有所提高。这表明升温速率对热解过程的影响显著，更快速的升温可能导致更快的化学反应速率和更高的分解温度。 动力学分析方面，研究者运用Flynn-Wall-Ozawa法对热解数据进行了拟合，得出棕榈壳热解的活化能在220~320 kJ/mol之间变化。这个范围内的活化能意味着热解过程中需要克服的能量障碍，对设计热解工艺具有指导意义。 此外，Malek法被用来确定热解的机理函数，结果显示棕榈壳热解符合Ginstling-Brounshtein方程，这表明其热解反应机制为三维扩散模型。这种模型表明反应物在固体内部的扩散是控制热解速度的关键因素。 该研究为棕榈壳的高效、可持续利用提供了科学依据，对于生物质能源开发和环境友好型资源转化具有重要意义。通过对棕榈壳热解特性和动力学的深入理解，可以优化热解工艺条件，提高产物质量和产量，推动生物质能源产业的发展。