烟杆废物热解动力学研究

通过热重分析(TGA)方法,采用单步和三平行反应模型分别考察烟杆废物的热解动力学.烟杆废物单步热解的平均活化能为182.4 kJ/mol,最适宜的反应机理函数为14级反应机理f(α)=(1-α)14.能量补偿效应结果显示烟杆废物的热解可以分为3个阶段α =0 ～0.32、α=0.32～0.80和α=0.80～1,各阶段的指前因子分别为2.88 ×1010、4.33×1014和9.76×1016s-1.单步热解过程中伴有表观活化能的变化以及高级数反应的机理,不能合理地描述烟杆废物的热解机理.采用混合韦伯分布活化能模型考察了三平行反应热解动力学,结果显示:混合韦伯分布活化能模型能很好地拟合烟杆废物热解数据,相关系数R2≥0.997 6;3种伪组分的活化能大小符合E0(木质素,195.26 kJ/mol)＞E0(纤维素,152.54 kJ/mol) ＞E0(半纤维素,121.18 kJ/mol)的顺序;半纤维素的热解机理为一级反应f(α)=1-α,纤维素的热解机理属于成核机理,木质素的机理亦呈现级数反应,级数介于n=3 ～4之间,木质素的热解机理复杂,可能为多步反应.