【摘要】 生物质的热行为与半纤维素和纤维素相似，因为与木质素生物油相比，生物油似乎具有最接近的化学家族能量和火用分布。

进行了能量和火用分析，以评估木质纤维素生物质、山毛榉木和亚麻碎屑的热解以及生物质主要化合物（纤维素、半纤维素和木质素）的热解。反应在半连续反应器中以 500 ◦C 的中间热解方式进行。木质素的热解热最低，为 0.86 MJ/kg 原料，其次是纤维素（1.21 MJ/kg 原料）和半纤维素（1.43 MJ/kg 原料）。假组分的热解热低于生物质的热解热。山毛榉木的热解热为 1.97 MJ/kg 生物质，亚麻碎屑的热解热为 2.2 MJ/kg 生物质。

 

生物质的热行为与半纤维素和纤维素相似，因为与木质素生物油相比，生物油似乎具有最接近的化学家族能量和火用分布。对于所有热解测试，生物油代表无能最低的流。As 值介于 0.08 和 0.57 MJ/kgBio-oil 之间。伪组分的热解显示出比生物质热解更低的火用破坏率；这可能是由于热解过程中生物质中的纤维素、半纤维素和木质素之间的热反应竞争所致。同时，亚麻碎屑热解（2.00 MJ/kgBiomass）中火用破坏比山毛榉木热解（2.1 MJ/kgBiomass）少。

 

图1.实验装置。【1】

 

研究进行能量和火用分析，以评估山毛榉木和亚麻碎屑的热解。此外，还评估了生物质的主要成分：纤维素、半纤维素和木质素的热解，以确定主要成分对生物质本身的能量影响。得出以下结论：（1）热解产生的永久性气体呈现出最低的利润率，因为它们主要由在 N2 中高度稀释的 CO2 和 CO 组成。

（2）酸性化合物在生物质热解中呈现出最高的能量/火用值；山毛榉木和亚麻碎屑获得了大约 4.3 MJ/kg 生物油。

（3）对于生物质热解，生物油呈现出最低的无能量流；所有值都在 0.08 和 0.57 MJ/kg 生物油之间。

（4）亚麻碎屑的热解热为 2.2 MJ/kgBiomass，而山毛榉木的热解热为 1.97 MJ/kgBiomass。然而，亚麻碎屑热解（2.00 MJ/kgBiomass）中被破坏的能量比山毛榉木热解（2.1 MJ/kgBiomass）中被破坏的能量要少。

（5）与木质素生物油相比，半纤维素和纤维素生物油的化学家族能量和能量分布与所研究的生物质最为接近。

（6）半纤维素的热解所需的热量比纤维素和木质素多。同时，结果表明，单个化合物的热解热低于生物质的热解热。

（7）与假组分相比，生物质热解的能量破坏率更高。

 

[1] Reyes L, Abdelouahed L, Mohabeer C, et al. Energetic and exergetic study of the pyrolysis of lignocellulosic biomasses, cellulose, hemicellulose and lignin[J]. Energy Conversion and Management, 2021, 244: 114459.

 

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