落叶松木材的热解特性

第37卷第12期东北林业大学学报Vol 37 No. 122009年12月JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITYDec.2009落叶松木材的热解特性!杜洪双常建民李瑞王朋起(北华大学,吉林,132013)(北京林业大学)摘要釆用热重分析仪研究了在不同升温速率、粒径下,落叶松树皮和实木的热解特性。结果表明:升溫速率升高使热重(T)和微商热重(DT)曲线向高温側移动,热解主要阶段变宽;粒径增大,DT℃曲线温度增加,G绝对值减少;落叶松树皮Cσ最大值为-0.0048,落叶松实木m最大值为-0.01,落叶松实木的热解转化率大于落叶松树皮的热解转化率关键词生物工程;生物质;落叶松;热重分析;热解分类号S791.22:TK6Pyrolysis Characteristics of Larch Wood/ Du Hongshuang( College of Trafic and Construction Engineering, Beihua Uni-versity, Jilin 132013, P, R. China); Chang Jianmin, Li Rui, Wang Pengqi( Beijing Forestryersity )//Joumal ofNortheast Forestry University. -2009, 37(12).-25-29A number of experiments were conducted to study the pyrolysis characteristics of larch xylem and larch bark at differ-ent heating rates and particle sizes by thermogravimetric analyzer. Results showed that tG( thermogravimetry)and DTGderivative thermogravimetry) curves moved slightly towards higher temperature with the increase of heating rate, while thmain pyrolysis area widened. DTG peak temperature increased and the DTG peak value decreased with particle size increasing. DTG peak values of larch bark and larch xylem were -0 004 8 and -0. 0100, respectively. The Pyrolysis con-version rate of larch xylem was higher than that of larch barkKeywords Bioengineening; Biomass; Larch; Thermogravimetry Pyrolysis随着能源消耗日益增加以及化石能源的过度利用,能源乃安等对林木生物质的热解进行了动力学研究,建立了二级短缺、环境污染问题已成为全球关注的焦点,开发可再生的生反应动力学模型,并建立了描述生物质热解质量损失过程的物质能源和新型生物质化工原料已成为当今世界发展的趋“双组分分阶段反应模型”、“准机理模型”山。郭艳等将现势。利用农林生物质将其合理地转化为能源或化工原料对代化学分析领域中重要的分析手段—裂解气相色谱法应用于减少常规化石资源消耗弥补化工原料不足、减少环境污于对杨木快速裂解过程机理的研究2)。蒋剑春等对木屑在染、实现可持续发展,具有重要现实意义和广阔前景。不同的升温速度下热解反应进行了研究。段佳等采用德我国具有丰富的落叶松资源,其中兴安落叶松是我国北方国产 NETZSCHSTA449C同步热分析仪对稻秆进行了热解实地区速生针叶树种之一,主要分布于大兴安岭林区。目前在国验研究叫。肖军等运用热重一傅利叶红外光谱联用技术内所有树种中,兴安落叶松的蓍积量占第一位-2)。落叶松树(TG-FTR)研究麦秸的热重TG和DTG曲线获得了相关热皮中的一元酚类物质(如木质素)占木材的20%~30%,多解特性参数及动力学参数。王昶等使用美国TA公司的元酚类物质(单宁)占树皮拷胶的三分之二。因此,采用高Q50热重分析仪对5种植物类木材生物质进行了热解的动力新技术将落叶松采伐剩余物和加工剩余物转化为化工替代原学研究料,利用其快速热解生物油替代苯酚制备生物油改性酚醛树笔者采用热重分析仪研究了在不同升温速率粒径下落脂,既可以替代常规的酚醛树脂胶,生产无甲醛的环保型人造叶松树皮和实木的热解特性,为揭示落叶松快速热解机理,制板,又可减少对石油资源的消耗,同时还会产生巨大的经济效定高产率、高多元酚质量分数高活性的热解油工艺提供了一益和生态效益。掌握生物质热解特性是探索生物质快速热解定的理论参考。制取热解油工艺及机理的基础,为了提高落叶松热解生物油的产址和利用率,有必要对落叶松热解特性进行研究1材料、仪器和方法生物质热解的研究始于20世纪70年代。国外Kug等1.1材料人1972年对木材的热解过程进行了研究得出数学模型5实验采用的样品是出自内蒙古大兴安岭北麓的兴安落叶Chan等研究了木屑、锯末和纤维素、木质素等的热解确定了松( Larix gemelini Rupr)木材的树皮和实木树龄为40a。工其能量方程。Fomt等人对杏树的热解进行了非等温热重业组成分析及元素组成分析采用样品的粒径(d)为0.25-实验。建立了一种“伪双组分全局反应模型”来描述热解质0.38mm,热重分析采用样品的粒径分别为0.2mm