鸡粪沼气残渣消化液与葵花籽壳共热解的热化学转化与动力学分析

《Molecules》：Co-Pyrolysis of Large-Scale Agricultural Waste as a Mixture of Digestate and Plant Residues: Thermogravimetric Decomposition, Kinetic and Thermodynamic Study, Characterization of Pyrolysis Products

　　

摘要

随着农业废弃物的不断增加，其合理处置已成为一项重要的环境与资源管理挑战。本研究分析了鸡粪沼气残渣消化液（D）与葵花籽壳（SH）的共热解过程。采用同步热分析仪表征了热化学转化过程中的失重、分解动力学及热力学参数。实验在5、10、20和30°C/min的升温速率下进行。利用Kissinger-Akahira-Sunose法获得的D90&SH10、D50&SH50和D10&SH90混合料热解的平均活化能分别为274.95 kJ/mol、239.37 kJ/mol和245.09 kJ/mol。利用Ozawa-Flynn-Wall法获得的D90&SH10、D50&SH50和D10&SH90混合料热解的平均活化能分别为367.32 kJ/mol、321.23 kJ/mol和328.52 kJ/mol。利用Friedman法获得的D90&SH10、D50&SH50和D10&SH90混合料热解的平均活化能分别为445.87 kJ/mol、395.99 kJ/mol和358.29 kJ/mol。热力学分析结果表明，共热解反应向生成稳定产物的方向进行具有有利条件，因此该过程可以以高效节能的方式实施。热化学转化的物料平衡分析表明，该过程具有生产固体和液体材料的潜力。本研究的结果为共热解提供了有价值的信息，有助于将其作为一种高效、环保的废物管理策略加以实施。