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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,,水分會逐漸轉(zhuǎn)化為水蒸氣并從秸稈中逸出,。這一過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)素等有機物質(zhì),。在高溫作用下,纖維素和半纖維素中的化學(xué)鍵開始斷裂,,分解成較小的有機分子,,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,、醛類等液體有機物。
- **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),,同時也會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)的進行,,秸稈中的有機物質(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。在這個過程中,,碳原子之間會發(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,,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
在整個碳化過程中,,會產(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物質(zhì)的分解,,另一方面也與反應(yīng)過程中的熱解、縮聚等反應(yīng)有關(guān),。在高溫高壓下,,氣體的產(chǎn)生速度和釋放量會受到多種因素的影響,如溫度,、壓力、秸稈的種類和成分,、反應(yīng)時間等,。 @君越168 @babty @702736
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