王雅君　李麗潔　鄧媛方　姚宗路　邱　凌,3　趙立欣

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院, 陜西楊凌 712100； 2.農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院, 北京 100125；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用西部科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站, 陜西楊凌 712100)

0　引言

日益加劇的化石燃料消耗致使全球氣候變暖，尋求合適的替代能源已刻不容緩。生物質(zhì)能源對(duì)大氣環(huán)境的CO2凈排放量為零，且相較于傳統(tǒng)化石燃料，燃燒產(chǎn)物中的SOx、NOx較低，這使得生物質(zhì)能源研究成為熱點(diǎn)。在我國(guó)，秸稈類生物質(zhì)是主要的農(nóng)業(yè)廢棄物，處理工藝主要分為：成型燃料燃燒、厭氧發(fā)酵及熱化學(xué)處理。熱化學(xué)處理中慢速熱解主要的終端產(chǎn)物為生物炭、熱解氣及生物油，是較為成熟的熱解工藝。

生物質(zhì)熱解特性(反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱解得率及成分)受眾多因素影響，包括：生物質(zhì)類型、熱解溫度、升溫速率、原料粒徑、載氣種類、保溫時(shí)間等[1]?？焖贌峤饧夹g(shù)主要用于生物油的生產(chǎn)[2-3]。較低的熱解溫度及升溫速率有助于生物炭的生產(chǎn)；較高的熱解溫度有助于生物質(zhì)向熱解氣相轉(zhuǎn)化[4-5]。熱解產(chǎn)物生物炭能量密度高于原料，固定碳含量高，因此可直接用作燃料或活性炭原料[6]。熱解液體產(chǎn)物中的化學(xué)物質(zhì)非常復(fù)雜，包括酸類、醇類、糖類、酮類、醛類、酚類及其衍生物等。相較于燃油，生物油具有較低熱值(14～18 MJ/kg)，且其中成分復(fù)雜，不易分離，是慢速熱解中較難處理的副產(chǎn)品。熱解生成的熱解氣由大量非冷凝氣體組成，包括CO、CH4、H2及其他烴類。此外，熱解氣中也含有較高濃度的CO2，降低了熱解生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂怠?/p>

升溫速率是影響生物質(zhì)熱解的主要因素之一。吳建霞等[7]利用熱重-紅外聯(lián)用對(duì)生物質(zhì)熱解特性的研究表明，熱解失重主要發(fā)生在快速熱解階段，升溫速率越高，熱解初始溫度和失重速率越大。付鵬等[8]經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)論：在較低的升溫速率下，揮發(fā)分析出階段的起始溫度與升溫速率的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，最大熱解速率隨著升溫速率的增大呈線性增大趨勢(shì)。潘萌嬌等[9]以棉稈為研究對(duì)象，認(rèn)為10℃/min升溫速率在700℃下獲得的生物炭有最大的碳含量。田宜水等[10]基于多升溫速率法對(duì)典型生物質(zhì)進(jìn)行了熱動(dòng)力學(xué)分析，并得出結(jié)論：典型生物質(zhì)活化能隨著轉(zhuǎn)化率的增加而增加，在揮發(fā)分析出階段，熱解活化能介于144.61～167.34 kJ/mol之間，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理均符合Avrami-Erofeev函數(shù)。本文在前人研究基礎(chǔ)上探究變速升溫與勻速升溫在熱解進(jìn)程及產(chǎn)物得率上的區(qū)別，以期為生物質(zhì)慢速熱解領(lǐng)域針對(duì)升溫速率的研究提供經(jīng)驗(yàn)。

1　材料及方法

1.1　試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選用收集自北京市大興區(qū)農(nóng)戶的玉米秸稈。原料經(jīng)粉碎過(guò)篩，選取20～40目樣品進(jìn)行試驗(yàn)，樣品在(105±5)℃的干燥箱中干燥24 h。為充分了解原料性質(zhì)，對(duì)玉米秸稈原料進(jìn)行了工業(yè)分析(參照標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D3173，D3174，D3175)和元素分析(EA3000型元素分析儀)，并進(jìn)行了半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量的測(cè)定。

結(jié)果表明，對(duì)于空氣干燥基，玉米秸稈揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74.59%，固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.80%，灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.34%，含水率為7.27%；經(jīng)過(guò)測(cè)定， 半纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.42%，纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.72%，木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.29%。

1.2　試驗(yàn)方法

1.2.1慢速熱解

熱解設(shè)備是自行設(shè)計(jì)的生物質(zhì)熱解炭化試驗(yàn)平臺(tái)，如圖1a所示。試驗(yàn)平臺(tái)主要包括加熱、副產(chǎn)物收集、氣體計(jì)量和控制系統(tǒng)。反應(yīng)器主要由熱解爐與反應(yīng)管組成；由油浴與水浴組成的四級(jí)冷凝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了生物油與熱解氣的分離與收集；氣體計(jì)量與收集系統(tǒng)包括氮?dú)馄?、流量?jì)與集氣袋；控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、溫度傳感器、顯示器與主控軟件[11]。

由于生物質(zhì)慢速熱解試驗(yàn)的升溫速率精度與溫度精度要求較高，因此選用電阻爐作為外源加熱方式。將電阻爐設(shè)計(jì)為5段式控溫，可以使?fàn)t腔內(nèi)軸向溫度梯度影響減弱，形成恒溫區(qū)。5段爐并聯(lián)，溫度獨(dú)立調(diào)節(jié)，每段均由控溫表、固態(tài)繼電器、熱電偶組成閉合回路，計(jì)算機(jī)通過(guò)通訊模塊控制5段爐。各段最大功率為1.2 kW，因此熱解爐最大功率為6 kW。通過(guò)前期的試驗(yàn)臺(tái)搭建與穩(wěn)定性調(diào)試，保證了在變速熱解試驗(yàn)過(guò)程中參數(shù)設(shè)定的準(zhǔn)確性。熱解區(qū)長(zhǎng)800 mm，內(nèi)徑100 mm。在反應(yīng)器前端用N2以20 mL/min的流量進(jìn)行吹掃，確保氣體可順利離開反應(yīng)器。

圖2　升溫速率設(shè)置Fig.2　Styles of heating rates

試驗(yàn)裝置示意圖如圖1b所示。在本試驗(yàn)中，處理過(guò)的玉米秸稈被提前置于密閉的熱解系統(tǒng)中，升溫速率按圖2所示的5種不同方式設(shè)置，初溫均設(shè)定為40℃，試驗(yàn)熱解終溫均為520℃，達(dá)到終溫后，保溫26 min。有研究認(rèn)為，200～360℃是半纖維素與纖維素?zé)峤夥磻?yīng)溫度區(qū)，木質(zhì)素反應(yīng)溫度較廣，可從低溫區(qū)一直延伸到500℃以上[12]。因此，試驗(yàn)1分別以200℃、360℃為溫度節(jié)點(diǎn)。由于較高的升溫速率會(huì)導(dǎo)致C元素的溢出，降低生物炭得率的同時(shí)會(huì)增加生物油產(chǎn)量，因此在慢速熱解的范疇內(nèi)，不宜將升溫速率設(shè)置過(guò)高，一般小于30℃/min，在本試驗(yàn)中，3個(gè)階段分別以2、10、20℃/min的升溫速率進(jìn)行熱解，選取這3組升溫速率主要是因?yàn)樵诘蜏芈贌峤獾纳郎厮俾史秶鷥?nèi)盡量區(qū)別3個(gè)階段升溫速率，以期探究不同升溫速率在熱解不同溫度段產(chǎn)生的效果。試驗(yàn)2升溫速率設(shè)置順序相反。試驗(yàn)3、4、5分別以4.6、2.3、9.2℃/min的升溫速率勻速升溫。該試驗(yàn)設(shè)置保證了試驗(yàn)1～3在升溫過(guò)程所用時(shí)間與保溫時(shí)間相同，通過(guò)對(duì)后期的產(chǎn)物特性進(jìn)行分析，可比較不同的變速升溫方式對(duì)熱解產(chǎn)物特性的影響。試驗(yàn)3～5為勻速升溫?zé)峤庠囼?yàn)，可比較勻速升溫狀態(tài)下不同的升溫速率對(duì)熱解產(chǎn)物的影響。每組試驗(yàn)均做3次重復(fù)，產(chǎn)物三相分布取平均值進(jìn)行分析。

1.2.2熱重分析

熱重分析選用TG-60型島津熱重分析儀。升溫條件設(shè)置(升溫節(jié)點(diǎn)、升溫速率、熱解終溫、載氣流量)與固定床熱解條件完全相同，每個(gè)樣品做3次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。通過(guò)熱重分析，可觀察在不同的升溫速率設(shè)置下半纖維素、纖維素及木質(zhì)素的降解溫度區(qū)間，相較于固定床試驗(yàn)，降低了物料之間傳熱導(dǎo)致的滯后效應(yīng)，使熱解特性分析更為準(zhǔn)確[13-14]。

1.2.3產(chǎn)物分析

原料及生物炭的高位熱值通過(guò)氧彈量熱儀測(cè)得。通過(guò)熱值及炭得率可得到熱解前后的能量密度變化。通過(guò)元素分析儀測(cè)量樣品中C、H、O和N含量。熱解生成氣通過(guò)氣相色譜分析儀(GC)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的氣體成分為CO、CO2、H2和CH4。生物油部分成分檢測(cè)選用帶有AB-5MS型毛細(xì)管柱的氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)。

2　結(jié)果與分析

2.1　升溫速率對(duì)熱解過(guò)程及產(chǎn)物分布的影響

如表1所示，試驗(yàn)1的三相分布規(guī)律與試驗(yàn)4接近。試驗(yàn)1生物炭得率為29.82%，氣相得率最高(27.49%)，液相得率最低(42.69%)。試驗(yàn)2、試驗(yàn)3的三相分布規(guī)律與試驗(yàn)5接近，液相得率相對(duì)較大。出于提高生物炭與熱解氣得率的目的，相對(duì)于其他3組，試驗(yàn)1與試驗(yàn)4更符合生產(chǎn)要求，說(shuō)明減速升溫設(shè)置與慢速升溫均可得到較高的生物炭與熱解氣得率，而試驗(yàn)4盡管可以得到最高的生物炭得率(31.99%)，相對(duì)試驗(yàn)1增加2.17%，但在圖2的升溫速率設(shè)置中可以看出，其所需熱解時(shí)間是試驗(yàn)1的2倍。此外，熱解氣的產(chǎn)量試驗(yàn)1甚至比試驗(yàn)4還高出3.19%。比較試驗(yàn)1與試驗(yàn)3發(fā)現(xiàn)，相同的熱解時(shí)間下，試驗(yàn)1在保證熱解產(chǎn)物中較高生物炭得率的同時(shí)，熱解氣得率比勻速升溫試驗(yàn)增加了4.49%，生物油相得率減少了4.51%。因此，從兼顧生物炭、熱解氣得率與生產(chǎn)效率的角度，試驗(yàn)1更符合生產(chǎn)需要。此外根據(jù)5組試驗(yàn)的熱解規(guī)律還可以推測(cè)：處于高溫區(qū)的升溫方式是影響產(chǎn)物分布的關(guān)鍵因素。大量官能團(tuán)的斷裂與重組多發(fā)生在360～520℃。

表1　玉米秸稈熱解產(chǎn)物量Tab.1　Pyrolysis product of corn stalks　%

比較試驗(yàn)3～5的產(chǎn)物三相分布發(fā)現(xiàn)，隨著升溫速率的提高，玉米秸稈的生物油得率由43.71%升高到49.94%。生物炭與熱解氣得率趨勢(shì)與升溫速率的趨勢(shì)相反。因此認(rèn)為，較高的升溫速率不利于生物炭與熱解氣的生產(chǎn)，這與前人所得結(jié)論相似[15-17]。

為深入探究升溫速率設(shè)置對(duì)熱解過(guò)程的影響，對(duì)玉米秸稈進(jìn)行熱重試驗(yàn)，這里僅列出試驗(yàn)1、2和3的升溫設(shè)置(試驗(yàn)4、5的熱重曲線與試驗(yàn)3整體趨勢(shì)類似)。圖3為TG以及DTG曲線?？梢钥闯?，不同升溫速率的設(shè)置對(duì)失重過(guò)程影響明顯，3種升溫方式的最大失重點(diǎn)均在345～365℃，分別發(fā)生在25.13 min(359.27℃)、103.62 min (346.66℃)和71.09 min (345.46℃)，這說(shuō)明玉米秸稈中大量成分在這一溫度段集中裂解反應(yīng)，這與QUAN等[18]試驗(yàn)所得結(jié)果相似。

圖3　玉米秸稈熱重曲線Fig.3　TG and DTG curves of corn stalk

2.2　升溫速率對(duì)生物炭特性的影響

表2是原料以及5種升溫方式獲得的生物炭中元素分析的結(jié)果。從表中的數(shù)據(jù)可以看出，生物質(zhì)熱解是H和O元素含量劇烈降低、C元素聚集的過(guò)程。不論何種升溫方式，玉米秸稈中的C元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均從44.12%升至70.00%以上。H元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)從6.10%降至3.00%以下。對(duì)于玉米秸稈而言，除試驗(yàn)4以外，其余4種升溫方式所得生物炭的C、H、O元素含量相差不大，而試驗(yàn)4所得生物炭的C元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.78%，低于其余4組，O元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.45%，明顯高于其余4組。氧碳比為0.23。其余4組為0.17～0.18。試驗(yàn)4的C、H、O元素含量也使得其HHV值略低于其余4組，為27.24 MJ/kg。

表2生物炭及原料元素分析

Tab.2　Elemental analysis of raw material and chars　　%

對(duì)玉米秸稈5組試驗(yàn)所得的炭樣進(jìn)行工業(yè)分析(表3)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)1與試驗(yàn)4揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較為接近，分別為19.52%和19.73%。試驗(yàn)2與試驗(yàn)5揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較為接近，分別為16.50%和14.69%。固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也有類似的測(cè)定結(jié)果。從燃料率的對(duì)比中可以看出試驗(yàn)2和5在這一指標(biāo)上較優(yōu)，其主要原因也是揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。通過(guò)對(duì)比勻速升溫(試驗(yàn)3～5)發(fā)現(xiàn)隨著升溫速率的提高，生物炭中揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，燃料率提高。對(duì)5組升溫方式獲得的生物炭進(jìn)行熱值測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，在所選擇的溫度范圍內(nèi)，隨著升溫速率的提高，生物炭熱值隨之增加，筆者認(rèn)為其原因是較高的升溫速率保證了生物炭?jī)?nèi)部的固定碳含量，促進(jìn)了原料內(nèi)含氧官能團(tuán)的釋放[19-20]。通過(guò)試驗(yàn)1～3可以看出在熱解時(shí)間一定的情況下，變化的升溫速率對(duì)生物炭熱值的影響不明顯。而試驗(yàn)1和4具有較高的能量回收效率，分別為55.17%和55.98%，這說(shuō)明在熱解高溫區(qū)，較慢的升溫速率有利于生物炭對(duì)能量的回收。

表3　生物炭特性Tab.3　Characteristics of chars

2.3　升溫速率對(duì)產(chǎn)氣特性的影響

通過(guò)固定床玉米秸稈熱解試驗(yàn)，對(duì)熱解氣進(jìn)行間歇集氣并檢測(cè)其中幾種主要成分(CO2、CO、CH4和H2)隨熱解進(jìn)程的變化。

5組試驗(yàn)均是在溫度達(dá)到90℃時(shí)收集第1袋氣，后每隔10 min收集一次。在20 mL/min的載氣氛圍下，出現(xiàn)了如圖4所示的產(chǎn)氣分布效果。通過(guò)GC進(jìn)行氣體檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)升溫速率的不同設(shè)置對(duì)熱解氣溢出的實(shí)時(shí)濃度影響明顯。除試驗(yàn)4外CO2的溢出峰值均高于50%，最高值達(dá)到57.44%，而CO的溢出峰值均低于30%。試驗(yàn)4由于設(shè)置2.3℃/min的升溫速率，熱解時(shí)間較長(zhǎng)，生成氣溢出較慢，且被載氣稀釋，故相較于其他4組試驗(yàn)，氣體峰值較小。觀察玉米秸稈熱解的產(chǎn)氣規(guī)律，發(fā)現(xiàn)無(wú)論選擇何種升溫方式，均是CO2與CO首先溢出，隨后CH4在220℃后溢出，在430～520℃出現(xiàn)CH4產(chǎn)氣高峰，除試驗(yàn)4外，CH4峰值均高于20%。H2產(chǎn)氣峰值出現(xiàn)在高溫保溫區(qū)。

圖4　產(chǎn)氣特性Fig.4　Gas generation process

2.4　升溫速率對(duì)生物油特性的影響

采用GC-MS對(duì)各組試驗(yàn)的重油部分進(jìn)行檢測(cè)，并使用面積歸一法統(tǒng)計(jì)生物油重油部分的主要組成成分，進(jìn)而探究升溫方式對(duì)生物油成分的影響。不同的升溫方式對(duì)收集的生物油產(chǎn)物分布影響明顯。對(duì)試驗(yàn)1和2所制得兩種玉米秸稈生物油的重油部分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，熱解生物油中有機(jī)酸、酮類、酚類和稠環(huán)芳烴比重較大。對(duì)兩組樣品含量較高的成分進(jìn)行對(duì)比，如表4所示，在低溫區(qū)快速升溫，并在高溫區(qū)慢速升溫的試驗(yàn)設(shè)定(試驗(yàn)1)可以促進(jìn)乙酸、丙酮、苯酚、鄰苯二酚的形成。試驗(yàn)1中生物油的乙酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)34.95%，丙酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.96%，苯酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.02%，鄰苯二酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%，這些成分均高于試驗(yàn)2中生物油成分。而丙酮醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.58%)及乙酸乙烯酯(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.01%)含量卻低于試驗(yàn)2。

此外，試驗(yàn)2中產(chǎn)物C8及以上有機(jī)物含量普遍高于試驗(yàn)1，如對(duì)乙基苯酚、2-甲氧基- 4-甲基苯酚等，并出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)式更加復(fù)雜的稠環(huán)芳烴類物質(zhì)。出現(xiàn)這種區(qū)別的原因是試驗(yàn)1的升溫設(shè)置使得小分子有機(jī)物在低溫區(qū)快速升溫的情況下被大量析出，而在高溫區(qū)木質(zhì)素及纖維素?zé)峤馍纱蠓肿佑袡C(jī)物時(shí)，由于高溫區(qū)緩慢升溫，氣相有機(jī)物釋放緩慢，使得大分子有機(jī)物有足夠時(shí)間進(jìn)行進(jìn)一步的裂解，而形成結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單的物質(zhì)，最終被載氣帶出。試驗(yàn)2的溫度設(shè)定使得在高溫?zé)峤鈪^(qū)大量大分子有機(jī)物在一定時(shí)間段內(nèi)迅速生成，還未進(jìn)行再裂解便被其他生成氣及載氣迅速帶出并冷凝，故最終檢測(cè)出更多的大分子有機(jī)物。

表4　生物油成分Tab.4　Composition of bio-oil　%

2.5　優(yōu)化后的工藝路線

經(jīng)過(guò)對(duì)變速熱解試驗(yàn)三相產(chǎn)物的分析，可以看出減速熱解在三相產(chǎn)物得率及生物油成分上的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而得出了如圖5所示的優(yōu)化后的工藝路線。經(jīng)過(guò)粉碎干燥后的玉米秸稈原料經(jīng)過(guò)減速升溫?zé)峤?，生成的未冷凝熱解氣?jīng)過(guò)四級(jí)冷凝系統(tǒng)分級(jí)收集生物油，其余熱解氣經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾后進(jìn)行收集。這樣的工藝路線較傳統(tǒng)的勻速升溫?zé)峤饪蓪?shí)現(xiàn)炭氣得率較高，生物油中稠環(huán)芳烴較少的效果。

圖5　優(yōu)化后工藝路線Fig.5　Optimized process

3　結(jié)論

(1)在熱解終溫520℃、保溫26 min情況下，兼顧炭、氣得率以及生產(chǎn)效率，減速升溫是所提供的升溫方式中最為可行的熱解方案，可得到生物炭29.82%、熱解氣27.49%以及生物油42.69%的三相分布。在保證熱解產(chǎn)物中較高的生物炭得率的同時(shí)，熱解氣得率比勻速升溫試驗(yàn)增加了4.49%，油相得率減少了4.51%，更符合以生物炭和熱解氣為主要產(chǎn)物的多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)要求。

(2)通過(guò)熱重曲線分析，可以看出升溫方式對(duì)原料失重過(guò)程影響明顯。在生物炭的特性分析中，對(duì)比勻速升溫測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)隨著升溫速率的提高，生物炭中揮發(fā)分含量逐漸降低，固定碳含量升高。而通過(guò)元素分析，發(fā)現(xiàn)熱解過(guò)程是原料碳富集以及脫氫脫氧的過(guò)程，而升溫方式對(duì)焦炭中C、H、O、N的影響不大，熱解溫度是決定這一參數(shù)的關(guān)鍵因素。

(3)通過(guò)連續(xù)的熱解氣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在同一升溫方式下，玉米秸稈氣體溢出順序均是CO2與CO首先溢出，隨后CH4在220℃后開始溢出，在430～520℃出現(xiàn)CH4產(chǎn)氣高峰，H2產(chǎn)氣峰值出現(xiàn)在高溫保溫區(qū)。對(duì)比減速升溫與加速升溫兩種升溫方式生成的生物油的重油部分，發(fā)現(xiàn)前者的小分子有機(jī)化合物含量高，稠環(huán)芳香烴類含量少。

1PARK Y K, YOO M L, LEE H W, et al. Effects of operation conditions on pyrolysis characteristics of agricultural residues[J]. Renewable Energy, 2012, 42: 125-130.

2樊永勝, 蔡憶昔, 李小華,等. 真空熱解工藝參數(shù)對(duì)生物油產(chǎn)率的影響研究[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè), 2014,34(1):79-85.

FAN Yongsheng, CAI Yixi, LI Xiaohua, et al. Influence of process parameters on bio-oil yield by vacuum pyrolysis[J]. Chemistry and Industry of Forest Products,2014, 34(1): 79-85. (in Chinese)

3張俊姣, 葉小寧, 張潤(rùn)禾,等. 甘蔗渣兩級(jí)快速熱解特性研究[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2014,45(8):190-196. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20140830&flag=1.DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.030.

ZHANG Junjiao, YE Xiaoning, ZHANG Runhe, et al. Study on two-step fast pyrolysis of bagasse[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Mathinery,2014,45(8):190-196.(in Chinese)

4PAETHANOM A, YOSHIKAWA K. Influence of pyrolysis temperature on rice husk char characteristics and its tar adsorption capability[J]. Energies, 2012, 5(12): 4941-4951.

5AGIRRE I, GRIESSACHER T, ROESLER G, et al. Production of charcoal as an alternative reducing agent from agricultural residues using a semi-continuous semi-pilot scale pyrolysis screw reactor[J]. Fuel Processing Technology, 2013,106: 114-121.

6WANNAPEERA J, FUNGTAMMASAN B, WORASUWANNARAK N. Effects of temperature and holding time during torrefaction on the pyrolysis behaviors of woody biomass[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2011, 92(1): 99-105.

7吳建霞, 武成利, 李寒旭,等.利用熱重-紅外聯(lián)用對(duì)生物質(zhì)熱解特性研究[J]. 應(yīng)用化工, 2015,44(2):236-242.

WU Jianxia, WU Chengli, LI Hanxu, et al. Study of bio-mass pyrolysis characteristic by using TG-FTIR[J]. Applied Chemical Industry, 2015,44(2):236-242.(in Chinese)

8付鵬, 胡松, 向軍,等.農(nóng)業(yè)廢棄物的熱解特性分析及動(dòng)力學(xué)模擬[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2011,31(增刊):155-161.

FU Peng, HU Song, XIANG Jun,et al. Pyrolysis characteristics analysis and kinetic modelling of agricultural residues[J]. Proceedings of the CSEE, 2011,31(Supp.):155-161. (in Chinese)

9潘萌嬌, 孫姣, 賀強(qiáng),等.熱解終溫和加熱速率對(duì)棉桿熱解生物炭的影響研究[J]. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2014,43(5):60-66.

PAN Mengjiao, SUN Jiao, HE Qiang,et al.The effect of pyrolysis temperature and heating rate on biochar obtained from pyrolysis of cotton stalk[J]. Journal of Hebei University of Technology, 2014,43(5):60-66. (in Chinese)

10田宜水, 王茹.基于多升溫速率法的典型生物質(zhì)熱動(dòng)力學(xué)分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2016,32(3):234-240.

TIAN Yishui, WANG Ru. Thermokinetics analysis of biomass based on model-free different heating rate method[J]. Transactions of the CSAE, 2016,32(3):234-240. (in Chinese)

11李麗潔, 趙立欣, 孟海波, 等.生物質(zhì)熱解炭化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J]. 可再生能源, 2016,34(5):305-310.

LI Lijie, ZHAO Lixin, MENG Haibo, et al. Design and experiment biomass pyrolysis carbonization experiment setup[J]. Renewable Energy Resources, 2016,34(5):305-310. (in Chinese)

12BURHENNE L, MESSMER J, AICHER T, et al. The effect of the biomass components lignin, cellulose and hemicellulose on TGA and fixed bed pyrolysis[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2013,101: 177-184.

13PARK D K, KIM S D, LEE S H, et al. Co-pyrolysis characteristics of sawdust and coal blend in TGA and a fixed bed reactor[J]. Bioresource Technology, 2010, 101(15): 6151-6156.

14STEFANIDIS S D, KALOGIANNIS K G, ILIOPULOU E F, et al. A study of lignocellulosic biomass pyrolysis via the pyrolysis of cellulose, hemicellulose and lignin[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2014,105: 143-150.

15WU C, BUDAEIN V L, GRONNOW M J, et al. Conventional and microwave-assisted pyrolysis of biomass under different heating rates[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2014,107: 276-283.

16CHEN C, WANG J, LIU W, et al. Effect of pyrolysis conditions on the char gasification with mixtures of CO2and H2O[J]. Proceedings of the Combustion Institute, 2013, 34: 2453-2460.

17GUIZANI C, SANZ F J E, SALVADOR S. Effects of CO2on biomass fast pyrolysis: reaction rate, gas yields and char reactive properties[J]. Fuel, 2014, 116: 310-320.

18QUAN C, GAO N B, SONG Q B. Pyrolysis of biomass components in a TGA and a fixed-bed reactor: thermochemical behaviors, kinetics, and product characterization[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2016, 121:84-92.

19PARK J, LEE Y, RYU C, et al. Slow pyrolysis of rice straw: analysis of products properties, carbon and energy yields[J]. Bioresource Technology, 2014,155:63-70.

20WEI L, LIANG S, GUHO N M, et al. Production and characterization of bio-oil and biochar from the pyrolysis of residual bacterial biomass from a polyhydroxyalkanoate production process[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2015,115: 268-278.