矿物质组分对低品质生物质热解过程的影响

书第３１卷第１０期２０１１年１０月环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅＶｏｌ．３１，Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．，２０１１基金项目：上海市教育委员会科研创新项目资助（Ｎｏ．１１ＹＺ１０８）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＰｒｏｇｒａｍｏｆＳｈａｎｇｈａｉＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（Ｎｏ．１１ＹＺ１０８）作者简介：彭定茂（１９８５—），男，Ｅｍａｉｌ：ｐｅｎｇｄｍ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ；通讯作者（责任作者），Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｓｈｏｕｙｕ１９７１＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＰＥＮＧＤｉｎｇｍａｏ（１９８５—），ｍａｌｅ，Ｅｍａｉｌ：ｐｅｎｇｄｍ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ；Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｓｈｏｕｙｕ１９７１＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ彭定茂，张守玉，王秀军，等．２０１１．矿物质组分对低品质生物质热解过程的影响［Ｊ］．环境科学学报，３１（１０）：２２７５２２８１ＰｅｎｇＤＭ，ＺｈａｎｇＳＹ，ＷａｎｇＸＪ，ｅｔａｌ．２０１１．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｎｅｒａｌｓｏｎｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｌｏｗｑｕａｌｉｔｙｂｉｏｍａｓｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３１（１０）：２２７５２２８１矿物质组分对低品质生物质热解过程的影响彭定茂，张守玉，王秀军，王健，谷立莹，刘洋，戴锋上海理工大学能源与动力工程学院，上海２０００９３收稿日期：２０１０１２０５修回日期：２０１１０３０９录用日期：２０１１０３１１摘要：通过酸洗脱除低品质生物质（鸡粪与猪粪）中的矿物质组分，并使用热重分析仪对酸洗前后样品的热解行为进行了研究．结果表明，由于两种农林废物的有机组成和矿物质含量不同，导致其热解行为差异较大．鸡粪中含有大量的ＣａＣＯ３，其在高温下分解放出ＣＯ２，并与鸡粪半焦中的碳发生气化反应．酸洗不但改变了禽畜粪便中矿物质的含量，而且改变了该废物中的有机组成，导致酸洗后样品热解行为的改变．运用一级反应动力学模型求取了热解动力学参数，发现模型的拟合度较好，酸洗后鸡粪的热解活化能较原样降低，而猪粪则相反．关键词：生物质；禽畜粪便；热解；矿物质组分；预处理文章编号：０２５３２４６８（２０１１）１０２２７５０７中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：ＡＥｆｆｅｃｔｏｆｍｉｎｅｒａｌｓｏｎｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｌｏｗｑｕａｌｉｔｙｂｉｏｍａｓｓＰＥＮＧＤｉｎｇｍａｏ，ＺＨＡＮＧＳｈｏｕｙｕ，ＷＡＮＧＸｉｕｊｕｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ，ＧＵＬｉｙｉｎｇ，ＬＩＵＹａｎｇ，ＤＡＩＦｅｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３Ｒｅｃｅｉｖｅｄ５Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１０；ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ９Ｍａｒｃｈ２０１１ａｃｃｅｐｔｅｄ１１Ｍａｒｃｈ２０１１Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｏｗｑｕａｌｉｔｙｂｉｏｍａｓｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｅｎｍａｎｕｒｅ（ＨＭ）ａｎｄｐｉｇｍａｎｕｒｅ（ＰＭ），ｗｅｒｅｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｂｙａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇａｎｄｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｂｉｏｍａｓｓｗａｓｔｅｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｓｉｎｇＴＧａｎａｌｙｚｅｒ．ＴＧｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆＨＭａｎｄＰＭｉｓｍａｉｎｌｙａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｉｒｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．ＸＲＤｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＨＭｃｏｎｔａｉｎｓａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆＣａＣＯ３．ＴｈｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＨＭｃｈａｒａｎｄＣＯ２，ｗｈｉｃｈｉｓｆｒｏｍｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣａＣＯ３ｃｏｎｔａｉｎｅｄｉｎＨＭ，ｏｃｃｕｒｓａｔｈｉｇｈｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｄｕｃｅｓｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｎｏｔｏｎｌｙｉｎｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｂｕｔａｌｓｏｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ．Ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｉｔｈｇｏｏｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ