农业机械学报

作者：王芳,张德俐,高子翔,易维明

单位：山东理工大学,山东理工大学,山东理工大学,山东理工大学,

关键词：玉米秸秆;发酵沼渣;热解特性;动力学

基金：国家自然科学基金项目(51276103、51536009)、泰山学者工程专项和山东省优势学科项目

为研究厌氧发酵过程对秸秆类生物质热解特性及动力学的影响，以玉米秸秆及其厌氧发酵沼渣为研究对象，分析了二者热解特性，分别采用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法和Starink法对热解活化能分布进行研究，并结合Malek法对其主要热解阶段的最概然机理函数进行了探讨。原料基本特性分析结果表明，玉米秸秆经过厌氧发酵后，挥发分含量减少19.48%，固定碳含量增加27.87%，半纤维素与纤维素相对含量分别降低了39.94%与30.96%，木质素相对含量增加了109.14%。热重试验结果表明，与玉米秸秆相比，发酵沼渣最大失重速率减小，且残炭率较高。对二者热解动力学分析结果表明，发酵沼渣的活化能主要分布于91~130kJ/mol之间，低于玉米秸秆原样；二者机理函数可采用两阶段理论描述，当转化率小于0.6时可由反应级数n=2机理模型进行描述；当转化率大于0.6时，玉米秸秆更符合圆柱形对称三维扩散机理（D4），发酵沼渣更符合球形对称三维扩散机理（D3）。本研究为发酵沼渣热解制备生物燃料工艺条件优化和工业化应用提供了理论依据。

来源：2018年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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