五种甘蔗渣分离木质素热解特性及动力学.pdf

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1、·2910·化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2017年第36卷第8期五种甘蔗渣分离木质素热解特性及动力学崔兴凯1，赵雪冰1’2，刘德华1’2(1清华大学化学工程系，北京100084；2东莞深圳清华大学研究院创新中心，广东东莞523808)摘要：木质素是自然界中最丰富的芳香类化合物，也是制浆造纸和木质纤维素生物炼制过程的主要副产物。热解是将木质素资源化、能源化利用的一个有效途径。但由于分离方法不同，所得的木质素产品具有不同的热解特性。本文通过有机酸处理、碱处理和氧化处理从甘蔗渣中分离得到5种木质素，即乙酸木质素(AAL)、

2、Acetosolv木质素(AsL)、Milox木质素(ML)、过氧乙酸木质素(PAAL)和碱木质素(AL)。采用差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对5种木质素的热解性质进行了研究。发现5种木质素的热解过程均可分为水分脱除、玻璃化转变、热解和缓慢结焦4个阶段。采用非等温的Coats—Rcdfem积分法对热重数据进行动力学拟合。结果表明，PAAL在200～700℃范围内的热解为二级动力学反应，另外4种木质素则在250～700℃范围内为二级动力学反应。5种木质素的热解表观活化能分别为AAL33．33kJ／m01、AsL36．36kJ／m01、ML31．10kJ／m01、

3、PAAL24．74kJ／mol以及AL36．93kJ／mol。关键词：甘蔗渣：分离木质素：热解：动力学；分子量中图分类号：0636．2；TQ351文献标志码：A文章编号：1000—6613(2017)08—2910—06DoI：10．16085／i．issn．1000—6613．2017—0002Pyrolysischaracteristicsandl【ineticsoffiVeisolatedligninsfromsugarcanebagasseCUIxingka}，ZHAo)国ebin9112，LIUDehunlI2(1DepanmentofChemicalEngin

4、eering，TsinghuaUnivers时，Beijing100084，China；2Tsin曲uaIllllovationCenterinDongguan，Dongguall523808，Guangdong，China)Abstract：L19nm1sthemostabundantnaturalaromatlcpolymeroneanh．Itisalsoamajorbyproductofpulpandpape衄akingindus蚵and1ignocellulosebiorefinery．Pyr01ysisisoneofmemostpromisingwaystout

5、ilizeligninforproductionof如elsandchemicals．HoweVer，thepyr01ysischaracteristicsof1igninproductsaregreatlydependentontheisolationmethods．Inpresentwork，five1igninproductswereisolatedfromsugarcanebagassebyo唱anicacid，alkaline，andoxidativepretreatments，respectiVely，namelyaceticacid1ignin(AAL)，a

6、cetos01Ve1ignin(AsL)，miloxlignin(ML)，pemceticacid1ignin(PAAI，)andalkalineligllin(AL)．ThepyrolysisoftheseisolatedligIlinswasinVestigatedusingdi圩erentialscanningcalorimet巧(DSC)andthe瑚ograVimetricanalysis(TGA)．AsindicatedbyTGA，aUofthe1igninproductsshowedfourstagesofweight10sses，namelywaterre

7、moVal，glasstransition，pyr01ysistosmallm01eculesandslowcoking．Thepyr01ysiskineticswasanalyzedbyCoats—Redfemmethod．Theresultsindicatedthatthepymlysisprocesscouldbedescribedasasecond-orderreactionintemperaturerangeof200—700℃forPAAL，and200一700℃formeotherfourli印i11s．Thea