松针热解的实验和数值模拟研究

摘要

文章选取松针作为典型的生物质，对其热解动力学展开研究。在惰性气体中分别在升温速率为10、30、50 K/min下开展松针热重实验，质量损失速率曲线中出现2个特征峰，分别对应半纤维素和纤维素的热解。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算松针热解的活化能，分别为63.90～205.23 kJ/mol和59.56～203.85 kJ/mol。采用分布活化能模型(distributed activation energy model, DAEM)计算指前因子的值。利用shuffled complex evolution(SCE)方法优化热解动力学参数，优化热解动力学参数预测的热重曲线与实验数据高度吻合。利用开发的多组分生物质热解求解器biopyrolysisFOAM进一步模拟松针热解，并将优化后的热解动力学参数作为初始参数。模拟结果显示，在不同的升温速率下，模拟结果与实验数据吻合度较高。

关键词