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2018年6月,化工领域的四大名刊之一的Industrial & Engineering Chemistry Research上发表了上海交通大学农业与生物学院生物质能工程研究中心与英国阿斯顿大学欧洲生物能源研究所合作完成的论文“Theoretical Analysis of Double Logistic Distributed Activation Energy Model for Thermal Decomposition Kinetics of Solid Fuels”。
木质纤维素类生物质有三大主要组份:纤维素,半纤维素和木质素。木质纤维素类生物质在缺氧的条件下以较快加热速率加热至足够高温时,会裂解成挥发份和炭,挥发份经快速冷却,可得到生物油和不可冷凝气体。生物质热解是生物质转化制取液体燃料的重要途径。
生物质热解动力学机理研究是生物质热解数值模拟、装备设计与放大、工艺优化的基础。学者提出了很多模型描述生物质热解动力学机理,其中分布活化能模型是最全面且准确的模型之一。木质纤维素类生物质的动力学速率曲线有两个部分重叠的峰。单分布活化能模型并不能描述生物质热解的这种动力学特性;文献中普遍采用描述活化能分布的Gaussian函数是对称分布函数,其与木质纤维素生物质热解动力学特性的非对称性相悖。论文提出双Logistic分布活化能模型描述木质纤维素类生物质的热解动力学行为,推导了模型方程,给出了模型数值计算方法,探究了模型参数的物理意义,分析得到了三种模型典型过程。研究发现双Logistic分布活化能模型也可用于描述其他固体燃料的热化学转化过程。
上海交通大学农业与生物学院蔡均猛副教授为本论文的通讯作者,论文第一作者为上海交通大学农业与生物学院硕士生董祝君,其他合作者包括上海交通大学的蔡文飞博士,赫倚风博士生,柴美云博士生,刘彪彪硕士生以及英国阿斯顿大学欧洲生物能源研究所的杨扬博士,余熙讲师,Scott W. Banks博士和Anthony V. Bridgwater教授。
英文版报道见如下连接:http://biofuels.sjtu.edu.cn/Double%20DAEM%20Report.htm
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