Energy - “生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化”工作室在生物質(zhì)烘焙動力學(xué)機理研究方面取得新進展
開發(fā)利用生物質(zhì)能源既能有效處理農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物，又可緩解我國能源短缺和環(huán)境污染的狀況。生物質(zhì)的高含水和含氧量、低能量密度、差粉碎性和親水性給生物質(zhì)的直接轉(zhuǎn)化應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。作為生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)的一種，烘焙能有效改善生物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，還能提升其熱化學(xué)轉(zhuǎn)化性能。烘焙動力學(xué)是探究生物質(zhì)烘焙反應(yīng)機理，模擬烘焙過程和優(yōu)化烘焙系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
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圖1 動力學(xué)研究在生物質(zhì)烘焙系統(tǒng)設(shè)計及工業(yè)化應(yīng)用中的重要性
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文獻中常用于解析生物質(zhì)烘焙動力學(xué)機理的經(jīng)驗反應(yīng)模型存在理論缺陷?！吧镔|(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化”工作室利用反應(yīng)級數(shù)模型，并結(jié)合模式搜索優(yōu)化算法，解析木質(zhì)生物質(zhì)烘焙動力學(xué)機理，優(yōu)化計算得到動力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明：反應(yīng)級數(shù)模型和優(yōu)化動力學(xué)參數(shù)可以準(zhǔn)確描述生物質(zhì)在不同溫度下的生物質(zhì)烘焙動力學(xué)過程。
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圖2 生物質(zhì)烘焙動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果
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上述研究成果在線發(fā)表于2020年4月在線發(fā)表于熱力學(xué)領(lǐng)域Top期刊Energy上，論文題為：Insight into torrefaction of woody biomass: Kinetic modeling using pattern search method。上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院研一學(xué)生段涵琦和大三學(xué)生張芷清為論文的共同第一作者，蔡均猛老師為通訊作者。上海交通大學(xué)碩士畢業(yè)生Md. Maksudur Rahman、東莞理工學(xué)院郭曉娟老師、上海理工大學(xué)張興光老師參與合作研究。
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圖3 論文的圖形摘要
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論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544220307556.
供稿：“生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化”工作室
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