油棕废弃物热解特性及动力学研究

一．前言

随着化石能源的逐渐消耗，由此而生的资源枯竭和环境污染问题也接踵而至，人们急需能源结构的绿色转型。油棕主要分布在热带、亚热带地区，其产油率高，有着“世界油王”之称[^[1]]。油棕作为一种新兴的、潜力巨大的木本能源树种，是国家林业局确定的重要能源树种之一，为我国发展生物质能源提供原料，开发利用前景广阔，国内将大力推广油棕发展，借鉴他国技术经验，逐渐降低对化石能源的过度依赖，力争在生物质新能源发展抢占先机。国外通过加工油棕废弃物将油棕茎、空果串、油棕果纤维废渣和果壳转化成生物乙醇，生物乙醇和汽油混合用作车辆发动机。本课题主要研究油棕废弃物基本燃料特性，对油棕废弃物进行热解特性分析，以及对油棕废弃物进行热解动力学研究。油棕产业在国内得到了政策和技术的支持[^[2]]]，针对油棕废弃物的研究在明确了研究方向后更是加强了学科建设，培养出了学术骨干。油棕废弃物的利用能节约部分化石能源，改善国内能源结构，减少二氧化碳排放，环境资源枯竭和环境污染的问题。

1. 研究目的和意义

能源作为全球发展的重要物质基础，近年来因引起的环境问题而困扰着人类。人类离不开煤，石油，天然气等化石能源，然而对其的开发利用却引起了温室效应，大气污染，能源枯竭能问题，所以发展发展清洁，可再生能源的要求已迫在眉睫。本次研究对象为油棕废弃物，油棕废弃物作为生物质能的重要能源以其利用前景广大，利用方式多元化，可再生的优点被人们聚焦。油棕废弃物的能源转变方式不仅促进了东南亚地区的经济发展，同时也有效的缓解了全球污染问题和能源利用问题。

1. 研究内容

热解的过程是指在没有氧化剂存在的情况下，加热到500℃以上，裂解成液体，固体和富含氢气的气体产物[^[3]]是一种转化生物质到高品位工业品、能源和化学的高效转化技术^[[4]]，能量转化率高达95.5%，其优点是高效，清洁。油棕废弃物基本燃料特性；实验设备及方法；对油棕废弃物进行元素分析、工业分析、发热量和灰熔点测定（参照煤的元素分析、灰熔点测定标准，按照生物质工业分析、发热量测定标准）。油棕废弃物的热解特性；实验设备及方法；利用同步热分析仪对油棕废弃物进行热解试验，研究不同升温速率（10、20、30、50℃/min）、粒径（40、80、120目）下油棕废弃物热解过程（曲线TG、DTG的变化规律），并分析其对热解过程的影响。利用Coats—Redferm法计算[^[5]]热解特性指数和热解动力学[^[6]]参数；研究化学反应遵循的机理、反应的动力学速率参数活化能E和指前因子A。 简单叙述主要研究内容，重点说明实验研究得到的结论，指出存在的主要问题和进一步研究的建议。

四．国内外研究现状

1.国内研究现状

我国热带地区自然环境条件较好，有几十万公顷土地可以种植[^[7]]。油棕产业集经济、社会、生态效益于一体，在国内得到了国家的大力支持，如农业部948项目、农业部南亚办、国家林业局等相关项目的资助和支持。我国对油脂的需求量巨大[^[8]]，随着油棕种植面积迅速增多[^[9]]，油棕废弃物也急剧增长，这为国内油棕生物质利用提供了大量的原料。

2国外研究现状