鸡粪热解特性与动力学分析

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1、２０１２年６月农业机械学报第４３卷第６期ＤＯＩ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１２．０６．０１７鸡粪热解特性与动力学分析蒋恩臣赵创许细微杜衍红熊磊明陈亮广（华南农业大学工程学院，广州５１０６４２）【摘要】应用同步热分析仪，以不同升温速率对鸡粪进行热解，研究其热解特性和动力学。结果表明，鸡粪热解可以分为５个阶段，随着升温速率增加，反应的特征温度和最大失重速率变化较明显。根据Ｍａｌｅｋ法确定热解机理为随机成核和随后成长，把试验数据代入热解鸡粪热解反应式拟合计算得到的活化能和频率因子，与Ｏｚａｗａ法－１计算的结果相同，确定活化能Ｅ为１８０８３ｋＪ／

2、ｍｏｌ，频率因子ｌｇＡ为１４２７ｓ，反应级数ｎ为１／３。通过常规热解试验，分析样品在一定温度的固体产率，得到的结果与热重试验的数据接近，验证了热重分析结果的可靠性。关键词：鸡粪热解机理动力学分析热解试验中图分类号：Ｓ２１６２；ＴＫ６文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１２）０６００９２０５ＢｅｈａｖｉｏｒａｎｄＫｉｎｅｔｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＣｈｉｃｋｅｎＤｕｎｇＰｙｒｏｌｙｓｉｓＪｉａｎｇＥｎｃｈｅｎ　ＺｈａｏＣｈｕａｎｇ　ＸｕＸｉｗｅｉ　ＤｕＹａｎｈｏｎｇ　ＸｉｏｎｇＬｅｉｍｉｎｇ　ＣｈｅｎＬｉａｎｇｇｕａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅ

3、ｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｃｈｉｃｋｅｎｄｕｎｇｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｏｎｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｐｐａｒａｔｕｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅｓ．Ｉｔｗａｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｆｉｖｅｓｔｅｐｓｗｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｈｉｃｋｅｎｄｕｎｇ：ｌｏｓｉｎｇｗａｔｅｒ，ｐｒｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ｍａｉ

4、ｎｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ｓｅｃｏｎｄｐｙｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ．Ａｓｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｍｏｓｔｗｅｉｇｈｔｌｏｓｓｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒｅａｔｌｙ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｃａｍｅｈｉｇｈｅｒ．ＷｉｔｈＭａｌｅｋｍｅｔｈｏｄ，ｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃｏｕｌｄｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｐｙｒｏｌｙｓｉｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｈｉｃｋｅｎｄｕｎｇｗａｓｒａｎｄｏｍｎｕｃｌｅａｔｉｏｎａｎｄｌａｔｅｒｇｒｏｗｔｈ．Ａｓｔｈｅａｃｔｉｖ

5、ａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆａｃｔｏｒｗｅｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｂｒｉｎｇｉｎｇｉｎｔｏｐｙｒｏｌｙｓｉｓｒｅａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｓｉｍｉｌａｒｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙＯｚａｗａｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙＥｗａｓ１８０８３ｋＪ／ｍｏｌ，－１ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆａｃｔｏｒｌｇＡｗａｓ１４２７ｓａｎｄａｃｔｉｖａｔｉｏｎｓｅｒｉｅｓｎｗａｓ１／３．Ｂｙｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｙｒｏｌｙｓｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈ

6、ｅｓｏｌｉｄｓｐｒｏｄｕｃｔｒａｔｉｏａｔｔｈｅｃｅｒｔａｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｗａｓｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｃａｒｂｏｎｆｒｏｍＴＧｔｅｓｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍＴＧｔｅｓｔｗａｓｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｃｈｉｃｋｅｎｄｕｎｇ，Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｍｅｃｈａｎｉｓａｔｉｏｎ，Ｋｉｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ，Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ和能源化利用，原料供应稳定。引言在我国南方，畜禽养殖场比较多，而且规模比较对化石燃料急剧的需求和环境问题的担忧，促大，每年产生粪便量很

7、大，然而粪便的能源化利用率［２］使人们对可再生能源之一的生物质能广泛关注，其很低，仅为５％～１０％。假如将其通过热化学转在整个能源结构中占有重要地位。畜禽粪便是一种化为有用的气、液和油等，对于开发新能源、缓解温生物质能源，１ｔ牲畜粪便（干基），其能量相当于室效应和能源的持续发展有重要意义。用热化学技［１］０３７５ｔ标准煤。与植物类生物质相比，畜禽粪便术处理畜禽粪便，国内目前处于起步阶段，而国外已与季节关系不大，养殖场规模化利于粪便集中利用经取得一定突破。Ｓｃｈｎｉｔｚｅｒ等对鸡粪热解产生的生收稿日期：２０１１０８０３　修回日期：２０１１