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野油菜在不同气体环境下的热反应性

文章来源:中国新能源网 | 发布日期:2008-07-14 | 作者:陈捷 | 点击次数:

     很多生物质物种被考虑用来做能源作物。野油菜是其中一种,它几乎能在全世界各地种植。它的全球年产量估计有几百万吨。野油菜作为解源作物的重要性正在上升。

     野油菜在各种不同的状况下的热解和气化的研究,已经做过很多。热解研究在非氧化环境下进行,目的是要获得液体,固体或气体产物。生物质气化的目的是要把生物质转化为各种轻气体、可冷凝液体和焦油以及固体产物,它可以在几种反应气体环境下进行。这种研究大多着力于液体和气体产物以及焦炭的产出。但是,实验对象的热反应性在热转换方法中也扮演重要的角色,并直接影响所采用的工艺过程的表现。从这个观点出发,报告表在《Bioresource Technology》,2008年 No.1 上的一个研究,检测了野油菜在几种不同的气体环境下的慢气化中的反应性。

     实验结果显示,反应气氛(环境)的类型在野油菜的转化过程的产出和野油菜的热反应性上,起着十分重要的作用。生物质到气体产物的转化过程的产出,在75%到94%之间,取决于实验在什么环境下进行。最大质损失率是热反应的一个重要指标,测得在2.6—4.3mg/mm的范围。用叩兹•里德冯方法计算出的活化能在21.3—96.0kj/克分子量之间,取决于实验基质在所采用的环境的表现。由于氧化在于空气下容易发生 ,活化能的最低值是在采用干空气环境时测得的。虽然二氧化碳环境给出非氧化环境的最高转化产出,但此时工艺的活化能是相当高的。为降低活化能并得到高转化产出,在相同的其他条件下采用三种气体(氮、二氧化碳和水蒸气)的混合气体。活化能因此降低了。在另一方面,使用蒸气会使热解过程的衍生热重分析法曲线偏移向较低温度处,并有一拖尾部分形成。可以得出结论,这一偏移是由于蒸气改造了木质纤维素生物质结构的反应,因而使生物质的网状结构解体在较低温度下变得相对容易。二氧化碳导致某些碳酸盐形成,这些化合物会因高温而容易分解。由于反应基质含有相当数量的挥发性有机化合物,这些物质的快速脱挥发性和点燃,导致当使用空气环境时突然的质损失。

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