基于SLMD的生物质热解动力学预测模型

采用单纯形格子混合设计法(SLMD)对纤维素、半纤维素和木质素3种生物质组分进行复配优化设计,并在综合热分析仪上进行了热解试验。分析了3组分混合热解特性,建立了由生物质3组分比例直接计算动力学参数的预测模型,对模型进行了试验验证。结果表明:纤维素热解反应级数较低(1.20),活化能较高(134.50 k J/mol),指前因子较大(3.49×1012s-1),热解较为迅速与剧烈;半纤维素和木质素热解的反应级数较高(1.30、1.32),活化能较低(33.51、19.98 k J/mol),指前因子较小(9.43×103、107 s-1),热解较为缓慢;3组分在混合热解中对动力学参数存在交互影响,纤维素对活化能和指前因子的影响较为显著,而半纤维素与木质素对反应级数的影响较大;动力学参数预测模型精度较高,可有效预测生物质热解动力学参数。

基于SLMD预测生物质三组分混合成型特性

采用单纯形格子混料设计法(SLMD)建立了生物质三组分致密成型性能指标预测模型,并进行了实验验证。结果表明,比能耗和松弛密度回归方程的相关系数均大于0.9998,与实验数据的最大相对误差分别为3.82%和0.5166%。生物质成型过程中三组分对其有一定的交互作用,纤维素比例越高,比能耗越大,松弛密度越小;木质素比例越高,比能耗越小,但比例过高,比能耗有略微上升趋势;半纤维素比例越高,松弛密度越大。用棉花秸秆、毛竹和玉米秸秆进行实验验证,比能耗和松弛密度回归模型的最大相对误差分别为2.64%和1.0342%,表明模型对实际生物质有一定的预测效果。