《表2 混合样品的热解特性参数》

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《生物炭对向日葵秸秆热解特性及气体产物影响》

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向日葵秸秆与混合样品的热解失重曲线和失重速率曲线如图1所示。向日葵秸秆的失重过程可分为3个阶段：1）干燥阶段，此阶段的质量损失主要由于向日葵秸秆中水分蒸发导致，向日葵秸秆中H、O含量开始减少；2）挥发分析出阶段，向日葵秸秆中纤维素、半纤维素与木质素逐步发生裂解，释放出小分子物质，形成挥发分，导致向日葵秸秆中H、O含量减少（表1），在此阶段DTG曲线形成最大峰（图3a），主要是由于纤维素与半纤维素分别在270～440℃与200～400℃分解，而木质素在200～500℃间也进行了分解，发生一系列脱氢、脱羧反应；3）炭化阶段，主要有少量木质素分解。由图1a可知，添加不同比例500℃制备生物炭后，其热解失重曲线和失重速率曲线向高温区偏移，随着添加比例的增加，偏移效果越明显，说明生物炭导致了向日葵秸秆传热滞后。由图1b可知，不同温度条件下制备的生物炭有少量质量损失，主要是由于生物炭中水分蒸发与少量挥发分流失引起。向日葵秸秆与混合样品热解特性参数如表2所示。与向日葵秸秆相比，混合样品主热解区间由276～349℃变得更长并且发生不同程度的偏移。对比生物炭添加比例，随着500℃制备生物炭比例增加，混合样品热解结束温度升高由367升高到380℃，混合样品最大失重速率15.68降低至9.83%/min，最大失重温度由328升高至334℃，由此可知，添加的生物炭导致热解反应变缓和。主要是由于生物炭对向日葵秸秆产生的空间位阻，阻碍了秸秆的热解传质。对比添加不同温度下制备生物炭，添加500℃制备生物炭的混合样品向高温区偏移，添加700与900℃制备的生物炭向低温区偏移。混合样品热解最大失重温度334℃降低至309℃，而最大失重速率均有所降低，表明添加500℃制备生物炭对向日葵秸秆热解的抑制作用最强；添加700与900℃制备的生物炭热解反应的起始阶段起到促进作用，在热解反应整体过程起到抑制作用。另外，混合样品热解后残余率差别较大，主要是由于生物炭添加引起。