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樓主 |
發(fā)表于 2025-1-6 19:24:56
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本帖最后由 1216294890 于 2025-1-6 19:32 編輯
秸稈在高溫高壓下的碳化原理主要是熱解反應(yīng),具體過(guò)程如下:
1,、水分蒸發(fā)
秸稈中含有一定量的水分,,在高溫高壓環(huán)境下,首先發(fā)生的是水分的蒸發(fā),。隨著溫度升高,,水分會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為水蒸氣并從秸稈中逸出。這一過(guò)程需要消耗一定的熱量,,并且水分的蒸發(fā)速度與溫度,、壓力以及秸稈的含水率有關(guān)。
2,、有機(jī)物質(zhì)分解
- **纖維素和半纖維素的裂解**:秸稈的主要成分是纖維素,、半纖維素和木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)。在高溫作用下,,纖維素和半纖維素中的化學(xué)鍵開(kāi)始斷裂,,分解成較小的有機(jī)分子,如葡萄糖,、木糖等單糖以及低聚糖等,。這些小分子物質(zhì)在高溫下進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng),如脫水,、縮合,、異構(gòu)化等,生成各種揮發(fā)性的有機(jī)化合物,,如甲烷,、氫氣、一氧化碳,、二氧化碳等氣體,,以及焦油、酚類(lèi),、醛類(lèi)等液體有機(jī)物,。
- **木質(zhì)素的轉(zhuǎn)化**:木質(zhì)素是一種復(fù)雜的芳香族聚合物,在高溫高壓下,,木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化,。其內(nèi)部的化學(xué)鍵逐漸斷裂,形成一些自由基,,這些自由基會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),部分轉(zhuǎn)化為焦炭狀的物質(zhì),,同時(shí)也會(huì)釋放出一些小分子氣體,。木質(zhì)素含量較高的秸稈,,在碳化后所得生物炭的碳含量通常較高、穩(wěn)定性較好,。
3,、 炭化反應(yīng)
隨著反應(yīng)的進(jìn)行,秸稈中的有機(jī)物質(zhì)不斷分解和轉(zhuǎn)化,,揮發(fā)性成分逐漸釋放,,剩余的物質(zhì)在高溫高壓下進(jìn)一步縮聚和芳構(gòu)化,形成富含碳的固體產(chǎn)物,,即生物炭,。在這個(gè)過(guò)程中,碳原子之間會(huì)發(fā)生重排和交聯(lián),,形成更加穩(wěn)定的碳結(jié)構(gòu),,使生物炭具有較高的碳含量和較好的穩(wěn)定性。同時(shí),,生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)也在不斷形成和發(fā)展,,其比表面積逐漸增大,這使得生物炭具有良好的吸附性能等,。
4,、氣體釋放
在整個(gè)碳化過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的氣體,,主要包括水蒸氣,、甲烷、氫氣,、一氧化碳,、二氧化碳等。這些氣體的產(chǎn)生和釋放,,一方面是由于秸稈中有機(jī)物質(zhì)的分解,,另一方面也與反應(yīng)過(guò)程中的熱解、縮聚等反應(yīng)有關(guān),。在高溫高壓下,,氣體的產(chǎn)生速度和釋放量會(huì)受到多種因素的影響,如溫度,、壓力,、秸稈的種類(lèi)和成分、反應(yīng)時(shí)間等,。 @君越168 @babty @702736
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