基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法技术

技术编号:24583064 阅读:85 留言:0更新日期:2020-06-21 01:23
本发明专利技术提供了一种基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法,包括:使用model‑free方法求解单峰可燃物的活化能;使用model‑fitting方法求解各假设的热解反应机理模型的活化能,匹配单峰可燃物最有可能的热解反应机理函数g(α);通过Masterplots方法验证g(α)选取的可靠性;根据确定的反应机理函数g(α),重构模型,得出单峰可燃物最终的反应机理函数。本发明专利技术的有益效果是:提高了活化能求解的精度,提高了单峰可燃物反应机理函数求解的可靠性,以实验数据为基础,重构了反应机理函数,能够真实的反映出可燃物的热解过程和特性。

A method to determine the mechanism model of single peak fuel pyrolysis based on Thermogravimetry

【技术实现步骤摘要】
基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法
本专利技术涉及能源处理领域,尤其涉及一种基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法。
技术介绍
随着能源危机的加剧,有效、合理、科学地利用和开发能源已经成为一种趋势。热解作为一种将固体物质受热分解为多种气体、液体和炭等多种形式产物的技术,被广泛使用,在能源利用方面被寄予厚望。例如,DOI为https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.06.127的论文“Insightsintopyrolysisandco-pyrolysisoftobaccostalkandscraptire:Thermochemicalbehaviors,kinetics,andevolvedgasanalysis”指出生物质是最丰富的可再生能源来源之一,其形式多种多样,如木材废料、能源作物、水生植物、农作物及其废料和城市废物。同时,DOI为https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.05.148的论文“Kineticmodelandparametersstu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法,其特征在于:包括以下步骤:/nS1:选定一种单峰可燃物进行热解,分别采用FWO方法、advanced isoconversional方法和微分形式求解方法求解该单峰可燃物的活化能,将三者的平均值作为该单峰可燃物的最终活化能;/nS2:使用CR方法分别求解多种热解反应机理函数的活化能;/nS3:将步骤S1中得到的单峰可燃物的最终活化能与步骤S2中的各个活化能进行对比,找到与所述单峰可燃物的最终活化能最接近的若干活化能对应的热解反应机理函数;/n再采用Masterplots方法验证所述若干反应机理函数的可靠性,将最满足公式(7)的反应机理函...

【技术特征摘要】
1.一种基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:选定一种单峰可燃物进行热解,分别采用FWO方法、advancedisoconversional方法和微分形式求解方法求解该单峰可燃物的活化能,将三者的平均值作为该单峰可燃物的最终活化能;
S2:使用CR方法分别求解多种热解反应机理函数的活化能;
S3:将步骤S1中得到的单峰可燃物的最终活化能与步骤S2中的各个活化能进行对比,找到与所述单峰可燃物的最终活化能最接近的若干活化能对应的热解反应机理函数;
再采用Masterplots方法验证所述若干反应机理函数的可靠性,将最满足公式(7)的反应机理函数确定为单峰可燃物热解反应机理函数:



其中,x0.5=Eα/RT0.5,T0.5表示转化率为0.5时对应的绝对温度,Eα为热解反应机理函数g(α)对应得到的活化能,R为普适气体常数,g(α)的表达式为:



其中,β为升温速率,A为指前因子;
S4:采用Málek法对步骤S3中确定的单峰可燃物热解反应机理函数进行重构,得到单峰可燃物热解反应机理模型,利用该单峰可燃物热解反应机理模型得到热解动力学参数,进而提高通过降解单峰可燃物产生能源的效率和降低单峰可燃物的燃烧性能。


2.如权利要求1所述的一种基于热重实验的单峰可燃物热解反应机理模型确定方法,步骤S1中,
采用FWO方法求解活化能Eα的表达式为:



其中,g(α)为反应机理函数,A为指前因子,Eα为活化能,R为普适气体常数,β为升温速率,T为绝对温度;根据lnβ与1/T的斜率求解出活化能Eα;
采用advancedisoconversional方法求解活化能Eα的表达式为:



其中,α表示转化率,Eα,α为转化率为α时的活化能,Tα,i为转化率为α、升温速率为i时的绝对温度,Tα,j为...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁彦铭张文龙张延松杜文州陆凯华
申请(专利权)人:中国地质大学武汉
类型:发明
国别省市:湖北;42

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