热解固体产物研究(一恒DHG-9053A使用)

泥炭 既 属 于 地 质 矿 产 资 源，又 属 于 农 业 资 源，在我国有５７１９处矿产地、４６亿吨的储量，位 居世界第四 ．由于泥炭的有机质含量高，富含具 有良好离子交换和络合能力的活性官能团，可提 供氨基酸、腐殖酸和氮磷钾等多种植物养分，被 广 泛用于活性炭制备、污 水 处 理 及 土 壤 修 复、农肥生产等．

１ 实验

１．１ 泥炭样品

泥炭 样 品 采 自 贵 州 毕 节，按 照 国 标 ＧＢ／Ｔ ４７４—２００８要求制成空气干燥样，采 用 国 标 ＧＢ／Ｔ ２１２—２００８方法进行工业分析，所用仪器为上海一 恒 科 技 有 限 公 司 (一恒DHG-9053A恒 温 干 燥 箱 和 ＮａｂｅｒｔｈｅｒｍＬ２４／１１／Ｐ３３０箱形 电 炉，元 素 分 析 选 用 ＥＬＥＭＥＮＴＡＲＥｌｅｍｅｎｔａｒＶａｒｉｏＭＡＣＲＯ 元素分析仪．结果见表１．


按 国 标 ＧＢ／Ｔ１５７４—２００７ 方 法 制 备 泥 炭 灰 样，使用 ＲＩｇａｋｕＺＳＸＰｒｉｎｕｓＸ 射线荧光分析仪进行灰成分分析，结果见表２．分 别 按 国 标 ＧＢ／Ｔ ２６７７．１０—１９９５，ＧＢ／Ｔ ７４５—２００３，ＧＢ／Ｔ２６７７．８—１９９４，ＧＢ／Ｔ１０３３７— ２００８方法测定 泥 炭 样 品 的 综 纤 维 素（纤 维 素 和 半 纤维素的总和）、多戊糖（半纤维素的主要成分）、酸 不溶木质素及其衍生物、酸溶木质素及其衍生物含量。

２ 结果与讨论

泥炭的热解过程大致可分为３个 阶段：第１阶段为室温至２００℃，出现了第１个失重 峰，最大失重速率对应的温度为１００℃左右，主要脱 除孔隙中吸附的水分和气体．第２阶段为２００～６００ ℃，出现了第２个也是最大的失重峰，峰尖分形为２ 个，这种现象由半纤维素（分解温度１５０～３５０℃）和纤维素（分解温度２７５～３５０ ℃）相对含量的不同引起，是生物质热解的特征之一．这一阶段生成和 排出了大量的挥发物，应以解聚和分解反应为主，最 大失重温度在３００ ℃左右，低于成型煤的最大失重 温度（４３０～７６０℃） ．第３阶段高于６００℃，出现 了第３个失重峰，挥发物在７００℃左右二次较大量析出，属于典型的缩聚反应特征，与成型煤缩聚成 焦（５５０～１０００ ℃）的温度区间近似．

３ 结 论

１）贵州毕节泥炭的热解历程分为干燥脱气 （室温至２００ ℃）、热分解（２００～６００ ℃）和缩聚（＞ ６００ ℃）３个阶 段，热分解阶段是热解的主要温度 区间，失重 率 大 于 ４２％．在 热 分 解 低 温 段 （＜３００ ℃），失重率随升温速率的增加而减小；在热分解高 温段（＞３００ ℃），失重率随升温速率的增加而增 大．
２）泥炭热解固体产物的有机组成主要受热分解低温段（＜３００ ℃）热解程度的影响，５ ℃／ｍｉｎ时 所得热解固体产物的挥发分（Ｖｄａｆ）和两相邻炭层间 距ｄ００２最小，微晶尺 寸 Ｌａ，Ｌｃ 和石 墨 化 度ｇ 最大， 表面形貌最为平整．
３）随着热解终温和热解时间的增加，泥炭热 解的强度逐 渐 增 强，所 得 固 体 产 物 的 挥 发 分 产 率 （Ｖｄａｆ）逐渐减小，微晶结构发生了两相邻炭层间距 ｄ００２逐渐减小，微晶尺寸Ｌａ，Ｌｃ 和石墨化度ｇ 逐渐 增大的渐进的石墨化进程，微观形貌逐渐趋于平整 和致密．
４）泥 炭 热解固体产物表面主要含有羟基 （—ＯＨ）和羰基（＞ＣＯ）官能团，羟基（—ＯＨ）官 能团吸收峰强度随热解条件的变化不大，羰基官能 团（＞ＣＯ）的吸收峰强度未随升温速率有明显 变化，但随热解终温和热解时间的增加而减弱．



 

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