Применение трехкомпонентной модели для описания неизотермического пиролиза рисовой шелухи

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментальные данные по пиролизу рисовой шелухи, полученные термогравиметрическим методом в неизотермическом режиме, обработаны на основе трехкомпонентной кинетической модели. Согласно модели, биомасса представляется суммой трех компонент — гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина. Пиролиз каждого компонента протекает по независимой необратимой реакции первого порядка. Для определения параметров модели использовали методику обработки экспериментальных данных, основанную на различии температурных диапазонов пиролиза гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина, улучшенную в настоящей работе. Энергии активации пиролиза компонент рисовой шелухи составили: для лигнина — 21.3 кДж/моль, целлюлозы — 110 кДж/моль, и гемицеллюлозы — 38 кДж/моль. Расхождение между экспериментальными и расчетными данными по массе образца было менее 1%. Для сравнения экспериментальные данные были обработаны по однокомпонентной модели Гинстлинга–Броунштейна с использованием метода Коатса–Редферна.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Г. Заварухин

ФГБУН Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН; ФГБОУ ВО Новосибирский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zsg@catalysis.ru
Россия, просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090; просп. К. Маркса, 20, Новосибирск, 630073

А. К. Коркина

ФГБОУ ВО Новосибирский государственный технический университет

Email: zsg@catalysis.ru
Россия, просп. К. Маркса, 20, Новосибирск, 630073

В. А. Яковлев

ФГБУН Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН

Email: zsg@catalysis.ru
Россия, просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090

Список литературы

  1. Гребенкина А.В., Шишова Н.В., Литвинова Т.А., Косулина Т.П. // Научные труды КубГТУ. 2017. № 7. С. 177.
  2. Demirbas A., Arin D. // Energy Sources. 2002. V. 5. P. 471.
  3. Коробочкин В.В., Нгуен М.Х., Усольцева Н.В., Нгуен В.Т. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 5. C. 6.
  4. Di Blasi C. // Prog. Energy Combust. Sci. 2008. V. 34. P. 47.
  5. Sharma A., Pareek V., Zhang D. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2015. V. 50. P. 1081.
  6. Papari S., Hawboldt K. // Renew. Sustain.e Energy Rev. 2015. V. 52. P. 1580.
  7. Caballero J.A., Conesa J.A., Font R., Marcilla A. // J. Anal. Appl. Pyrol. 1997. V. 42. P. 159.
  8. Orfao J.J.M., Antunes F.J.A., Figueiredo J.L. // Fuel. 1999. V. 78. P. 349.
  9. Helsen L., Van den Bulck E. // J. Anal. Appl. Pyrol. 2000. V. 53. P. 51.
  10. Sorum L., Gronli M.G., Hustad J.E. // Fuel. 2001. V. 80. P. 1217.
  11. Garsia-Perez M., Chaala A., Yang J., Roy C. // Fuel. 2001. V. 80. P. 1245.
  12. Gronli M.G., Varhegyi G., Di Blasi C. // Ind. Eng. Chem. Res. 2002. V. 41. P. 4201.
  13. Vamvuka D., Karakas E., Kastanaki E., Grammelis P. // Fuel. 2003. V. 82. P. 1949.
  14. Заварухин С.Г., Яковлев В.А. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 647.
  15. Teng H., Lin H.C., Ho J.A. // Ind. Eng. Chem. Res. 1997. V. 36. P. 3974.
  16. Teng H., Wei Y.C. // Ind. Eng. Chem. Res. 1998. V. 37. P. 3806.
  17. Radmanesh R., Courbariaux Y., Chaouki J., Guy C. // Fuel. 2006. V. 85. P. 1211.
  18. Vlaev L.T., Markovska I.G., Lyubchev L.A. // Thermochim. Acta. 2003. V. 406. P. 1.
  19. Guo J., Lua A.C. // J. Therm. Anal. Calorim. 2000. V. 59. P. 763.
  20. Rao T.R., Sharma A. // Energy. 1998. V. 23. P. 973.
  21. Sharma A., Rao T.R. // Biores. Technol. 1999. V. 67. P. 53.
  22. Lim A.C.R., Chin B.L.F., Jawad Z.A., Hii K.L. // Proc. Eng. 2016. V. 148. P. 1247.
  23. Табакаев Р.Б., Алтынбаева Д.Б., Ибраева К.Т., Заворин А.С. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 12. С. 117.
  24. Фетисова О.Ю., Микова Н.М., Таран О.П. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 6. С. 804.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость изменения массы образца от температуры.

Скачать (75KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Экспериментальная зависимость массы образца m и расчетная зависимость величины r + g3 от температуры, где g3 – изменяемая масса лигнина.

Скачать (75KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальная зависимость величины s3 и расчетная зависимость величины g2 от температуры, где s3 = m – r – g3, g2 – изменяемая масса целлюлозы.

Скачать (68KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Экспериментальная зависимость величины s2 и расчетная зависимость величины g1 от температуры, где s2 = m — r — g3 — g2, g1 — изменяемая масса гемицеллюлозы.

Скачать (73KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение расчетных (линия) и экспериментальных (точки) данных зависимости массы образца от температуры.

Скачать (76KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Обработка данных по уравнению (21).

Скачать (66KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Сравнение рассчитанных по модели Гинстлинга–Броунштейна (линия) и экспериментальных (точки) данных зависимости массы образца от температуры.

Скачать (79KB)
Метаданные