木质素热解的热重红外分析仪实验研究 .pdfVIP

木质素热解的热重红外分析仪实验研究

车德勇;孙亚萍;孙艳雪

【摘要】Thermogravimetricanalysis-Fouriertransforminfrared

spectromerer(TG-FTIR)wasappliedtoanaly-sisthethermogravimetric

andmaingasproductsofalkaliligninpyrolysis.Theheatingrateand

loadedalkalimetalsaltshowtoinfluenceligninpyrolysisprocesseswere

studied.Theresultsshowthat:withtheincreasingofheatingrate,theDTG

curvesofvolatilityphasebecomewider,theonsettemperatureandthe

maximumweightpeaktem-peraturemovetothehighertemperature

side.Theslowheatingrateisofgreatbenefittogasproducts.Itisfound

thattheNa,CaandKsaltsadditivehaveapromotingeffectonthe

formationofchar,buttheygetthelessCOandCO2formationinentire

temperaturerange.Comparedtotheothersalt,theCasalthasadvantage

ontheproductofCOandCO2inthetemperaturerangeof600~700℃.%

利用热重红外分析仪（TG-FTIR）对木质素进行热重分析及主要气相产物分析；

并探讨了升温速率和碱金属盐对木质素热解过程的影响规律。结果表明：随着升温

速率的增加，挥发分析出阶段DTG曲线的峰型变宽，热解起始温度、最大失重峰

温均向高温侧移动；且较高的升温速率不利于气相产物的析出。添加碳酸钠、碳酸

钙和碳酸钾对木质素热解主反应区反应速率的影响较小，相比碱金属盐的加入量而

言，最终热解固体产物略有增加；同时碱金属盐的添加对气相产物的析出有明显抑

制作用。与其他两种碱金属盐相比，碳酸钙的加入对600～700℃温度区间内木质

素热解产生的CO和CO2产量有一定的促进作用。

【期刊名称】《科学技术与工程》

【年(卷),期】2016(000)003

【总页数】5页(P225-228,238)

【关键词】木质素;热解;碱金属盐;气相产物

【作者】车德勇;孙亚萍;孙艳雪

【作者单位】东北电力大学能源与动力工程学院，吉林132012;东北电力大学能

源与动力工程学院，吉林132012;东北电力大学能源与动力工程学院，吉林

132012

【正文语种】中文

【中图分类】TQ351.635

化石燃料的迅速消耗导致全球能源危机，而生物质作为洁净能源和高附加值化学品

的原料受到广泛关注[1—4]。生物质具有储量丰富、对环境污染小、低温室效应等

优点。然而，要实现生物质能源的充分利用，热裂解是重要的技术手段之一。作为

生物质三组分之一的木质素虽然含量不高，但热解过程相对复杂，且可能与生物质

其余组分有相互作用，所以对木质素热解过程及其产物析出的研究具有重要意义

[5]。而热重-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR)不仅可获得物质热分解的失重与

温度关系,还可实时检测物质热分解气相产物的组成，因而越来越受到研究者的重

视，广泛应用于化工、能源、材料等领域[6—8]。

针对木质素的热解，已有大量文献进行了研究，姚燕等[9]利用热重红外联用仪对

木质素热解失重过程及析出气体进行研究，分析得到木质素热解过程的活化能等。

程辉等[10]研究了木质素热解过程中产物半焦官能团的演化规律，进一步证明了木

质素热解的分段特征。潭洪等[11]对木质素热解过程中的焦油产物进行考察，得到

焦油产物的生成机理。

目前，关于木质素热解过程中气体产物的释放机理的研究还较少，本实验采用TG-

FTIR联用技术，对木质素的热解过程及主要气相产物进行分析，并深入探讨了升

温速率