菌糠热解特性及动力学分析-江苏农业科学.PDFVIP

— ３６４— 江苏农业科学　２０１５年第４３卷第１２期 杨紫敬，王黎明．菌糠热解特性及动力学分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１５，４３（１２）：３６４－３６６． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１５．１２．１１３ 菌糠热解特性及动力学分析 杨紫敬，王黎明 （黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆 １６３０００） 　　摘要：运用热重分析法在空气气氛中研究了基质为棉籽壳菌糠的热解过程。在不同升温速率（１０、２０、３０℃／ｍｉｎ） 下，对热解ＴＧ、ＤＴＧ曲线进行分析，得出原料热解分为失重阶段、预热解阶段、热解阶段、炭化阶段４个阶段。运用 －１ Ｓａｔａｖａ法推断出原料热解机理函数为Ｇ（）＝（１－ ） ；采用Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｅｒｎ法结合机理函数建立动力学模型，所得 α α 结果与Ｏｚａｗａ法值相近，说明此法可用来计算原料动力学参数。 　　关键词：热重分析；菌糠；动力学；热解机理函数 　　中图分类号：Ｓ２１６．２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１５）１２－０３６４－０３ 　　菌糠是利用秸秆、木屑等原料进行食用菌代料栽培，收获 量在６～１０ｍｇ之间。 后的培养基剩余物，俗称食用菌栽培废料、菌渣或余料；是食 试验仪器选用德国产的ＮＥＴＺＳＣＨＳＴＡ４０９ＰＣ自动热重 用菌菌丝残体及经食用菌酶解后结构发生质变的粗纤维等成 分析仪。 分的复合物。据估计，我国每年的菌糠年生产量已达 １．２　试验方法 ［１］ ５００万～６００万ｔ ，其主要基质是锯木屑、稻草、玉米芯、甘 取过８０目筛的菌糠，分别以１０、２０、３０℃／ｍｉｎ的升温速 蔗渣、棉籽壳等多种农业秸秆及酒糟、醋糟等。目前菌糠的利 率从３８℃升至６２５℃，记录样品在热解过程中的热重曲线。 用十分广泛，本研究将利用热重分析仪来研究菌糠的热解，分 依据温度与转化率采用 Ｏｚａｗａ法计算活化能，利用 析菌糠热解的规律，并通过动力学研究求出动力学参数，为菌 Ｓａｔａｖａ法进行机理函数的推断；采用Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｅｒｎ法建立动 糠作为液体和气体燃料原料的合理利用提供依据，同时为热 力学模型。 解装置的正确设计和工艺参数的合理优化提供理论指导。 ２　结果与分析 １　材料与方法 ２．１　热重曲线分析 １．１　材料与仪器 不同升温速率下样品的热重曲线（ＴＧ）和微商热重曲线 材料为以棉籽壳为主要基质的菌糠，过８０目标准筛，质 （ＤＴＧ）见图１。从ＴＧ和ＤＴＧ曲线可以看出，以棉籽壳为基 质的菌糠热解过程分为４个失重阶段，第一个失重阶段是从 收稿日期：２０１４－１２－２３ ３８℃到１５０℃，失重峰值在 １００℃左右，这一阶段主要是菌 基金项目：黑龙江省教育厅科研项目（编号；黑龙江八一 糠中的水分受热损失的过程，以及相对次要的其他小分子的 农垦大学研究生创新科研项目（编号：ＹＪＳＣＸ２０１４－Ｙ１３）；黑龙江 释放过程。水分损失过程完成后，菌糠的热解将进入第二个 八一农垦大学博士科