不同涂布率再造烟叶的热解特性及动力学分析

为研究不同涂布率再造烟叶的热解特性,采用热分析技术并结合Coats-Redfern法研究了不同涂布率再造烟叶的热解行为及主要失重阶段的动力学参数变化规律,进一步监测了再造烟叶热解过程中的气体成分释放.结果表明:① 随再造烟叶涂布率增加,样品中C质量分数逐渐升高,O质量分数呈降低趋势,微观组织结构差异不明显.② 再造烟叶的热失重过程可分为干燥脱水(阶段Ⅰ)、低沸点挥发分析出(阶段Ⅱ)、半纤维素分解(阶段Ⅲ)、纤维素及木质素分解(阶段Ⅳ)、炭化(阶段Ⅴ)5个阶段.涂布率由35％增加到50％时,挥发分起始析出温度Ti由220.2℃逐渐降低至196.0℃,终止析出温度呈升高趋势,阶段Ⅲ和阶段Ⅳ的最大失重速率呈减小趋势,综合热解指数I CP逐渐降低.③ 热解动力学分析显示,阶段Ⅳ的反应活化能E及指前因子A均显著高于阶段Ⅲ的;相同升温速率下,随涂布率增加阶段Ⅲ的活化能从133.08 kJ/mol升高至160.10 kJ/mol,阶段Ⅳ热解阶段的活化能变化幅度较小.另外,阶段Ⅲ的ΔH随涂布率增加逐渐升高,涂布物提高了该阶段热解所需的能量.④ 在线红外分析表明热解过程中的气体释放主要是小分子气体(如H2 O、CH4、CO2、CO等)和轻质焦油组分(如醛酮酸和酚类等),其中CO2气体释放量显著高于其他成分,其次是C=O代表的醛酮酸类成分、C=C代表的芳香烃类及水分等.