典型农林类生物质热解油裂解反应特性对比及其动力学研究

作者：李国通; 张玉明^*; 熊青安; 乔沛; 李家州; 张炜; 陈哲文

来源：煤炭学报, 2023, 48(06): 2441-2452.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.be22.1813

• 生物质热解油
• 裂解特性
• 等转化率法
• 分布活化能模型法

为提高生物质热解油的利用效率，探究生物质热解油在提质转化过程中的热解特性，进一步拓宽生物质热解油的利用途径，选取2种木质纤维素类生物质热解油作为研究对象，采用热重分析仪分别考察2种生物油的热解行为。选用Friedman法、FWO法2种等转化率方法求取生物质热解油整体热解反应的动力学参数，选用分布活化能模型(DAEM)法将生物质热解油热解过程分为轻质组分和重质组分2种虚拟组分热解过程，并求取2种虚拟组分热解的动力学参数。2种生物油的轻重组分含量差异导致2者的热解行为表现出不同特征，木屑热解生物油的最大质量变化速率对应温度和热失重反应结束温度均高于稻壳热解生物油。Friedman法计算所得2种生物油的活化能分别为89.92、145.98 kJ/mol,FWO法计算所得2种生物油的活化能分别为90.30、138.44 kJ/mol,2种方法计算结果具有较好的一致性；木屑热解生物油的平均活化能(142.21 kJ/mol)高于稻壳热解生物油(90.11 kJ/mol)。进一步采用DAEM方法将2种生物油热解过程分别分为轻质组分热解和重质组分热解，两组分DAEM方法动力学计算结果表明稻壳热解生物油和木屑热解生物油轻质组分的活化能(79.03、85.00 kJ/mol)小于重质组分的活化能(158.56、160.00 kJ/mol)。2种动力学方法计算结果表明生物油热解过程中轻质组分降低了生物油整体的活化能，2种动力学计算方法综合使用有利于对生物油的热解反应形成更为全面的认识。

• 单位
  中国石油大学（北京）; 重质油国家重点实验室