2023年第1期化学工程与装备2023年1月ChemicalEngineering&Equipment9槐木粉体低温热分解动力学模型研究3孔繁铸，高丽娟，杨广，赵开创，钱程（辽宁科技大学化工学院，辽宁鞍山114000）摘要：生物质是可转化为可替代常规化石燃料和其他化学品的可再生碳资源。为了更充分的利用木质资源，本文采用TAQ500热重分析仪研究槐木粉体热解行为。采用FWO法探讨活化能分布，dollimore的形状和特征值推断最概然，机理函数法确定热解动力学模型。结果表明：干燥槐木粉体在氮气氛围下热解：在650K时炭得率26.48%；在室温到800℃整个过程都在失重；半纤维素的热解在450K-590K，纤维素的热解在590K-650K；大于650K，主要是木质素热解，木质素的热解产物绝大部分为焦炭。活化能随转化率的增加呈现曲线分布，证明木材中主要成分热解活化能及遵循的机理不同。DTG曲线形状证明半纤维素热解属于化学反应控制、纤维素热解阶段属于扩散或边界反应为控制步骤。机理函数法拟合获得，在475K-590K阶段，半纤维素热解，F1活化能213.68kJ·mol-1；在590K-630K，纤维素和半纤维素同时热解，D2活化能是261.34kJ·mol-1。结合双分子碰撞理论和Arrhenius活化能意义，证明槐树粉体在480K-640K整个热解过程可以用机理函数F2解释，热解动力学方程为dα/dt=1.160*109e-21672/T(1-α)2。关键词：槐木；热解；最概然机理函数；活化能基金项目：2022年辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目。通讯作者：高丽娟生物质主要是由纤维素、半纤维素、木质素及其他少量杂质构成，是可转化为可替代常规化石燃料和其他化学品的可再生碳资源[1,2]，热化学转化利用技术又是生物质能源高效利用的主要方法，受到越来越多研究者的关注和青睐。Haykiri-Acma[3]等采用土耳其榛子壳为原料，进行了榛子壳及其分离组分（总纤维素和木质素）的TG-DSC分析。研究发现木质素在很宽的温度范围内热解，且热解过程中伴随着放热热流。结果还发现总纤维素中的半纤维素，对焦炭产量和放热的过程有着非常重要作用。组分单独热解过程的活化能均高于生物质的热解活化能。Yang[4]等在对生物质组分进行热解研究中还发现，在裂解过程中，纤维素与半纤维素和木质素的表现不同,前者的裂解是吸热，而后者为放热。热分析动力学的研究目的在于定量表征反应（或相变）过程，确定其遵循的最概然机理函数（f(a)/G(a)），求出动力学参数E（活化能）、A（频率因子），算出速率常数k，提出模拟热分析（TA）曲线的反应速率（da/dt）表达式...
