上海交大蔡均猛研究组发现生物质热解分布活化能模型的动力学补偿效应

发布时间:2018-06-05  阅读次数:2326

       近日,上海交大蔡均猛研究组与英国的合作者在农业工程领域Top期刊Bioresource Technology上在线发表了题为“Kinetic Compensation Effect in Logistic Distributed Activation Energy Model for Lignocellulosic Biomass Pyrolysis”的研究论文。论文的通讯作者为上海交通大学农业与生物学院蔡均猛副教授,第一作者为上海交通大学农业与生物学院资源与环境系学生许迪。论文合作者还包括上海交通大学农业与生物学院的博士生柴美云,硕士生董祝君和Md. Maksudur Rahman以及来自英国阿斯顿大学欧洲生物能源研究所的余熙博士。

       生物质可通过热解技术制备出易于储存、运输和使用的液体燃料(生物油)。作为生物质热解研究的理论基础,其动力学机理的研究有助于生物油品质的调控和热解过程优化。在众多生物质热解动力学模型中,分布活化能模型是描述最全面且准确的模型之一。相较于常用的Gaussian分布函数,Logistic分布函数的分布特性(长拖尾)使其在描述生物质组分热解动力学特性时具有更高的拟合优度。

 

 

       论文采用误差平方和曲面图工具(SSE Surface Tool)和模式搜索算法(Pattern Search Algorithm)分析了理论模拟数据和纤维素热解动力学实验数据,研究生物质组分(纤维素,半纤维素和木质素)热解的动力学频率因子与Logistic活化能分布之间的关系,结果发现存在多组模型参数集可非常好地描述热解动力学曲线,而且这些参数集中频率因子的对数与活化能分布平均值之间存在完美的线性关系(即动力学补偿效应)。论文的研究结果有助于生物质热解动力学机理的解析以及生物质热解过程的计算流体力学(CFD)仿真和过程模拟。论文中建立的分析方法对其他固态反应体系的动力学研究也有着重要的借鉴意义。

 

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852418307600

撰稿:上海交大蔡均猛研究组

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