（1）升温速率 升温速率对于生物质的热解影响很大，高的升温速率可以相应地缩短生物质热解反应的

时间，并且升温速率越高，挥发份的滞留时间就会越长，从而促进二次裂解的进行[21]。而低 升温速率会增加原料在低温时段的停留时间，促进纤维素的脱水、炭化，所以低的升温速率 使原料热解地更加充分[23～24]。升温速率越高，生物质颗粒内外温差的变化就越大，由此可能 引起传热滞后现象,表现为生物质原料的 TG、DTG 曲线会随升温速率的增加而向高温侧移动 [25]。本文主要采取 5、10、15、20℃/min 的升温速率。

（2）催化剂 有关研究人员[26]将不同的催化剂掺入生物质热解试验中，不同的催化剂起到不同的效果。

图 1。5 热解过程中添加不同催化剂的作用

其他影响因素还有温度、滞留时间、压力等，一般来说，温度越高，越促进生物质的热 解；滞留时间一般指气相滞留时间，它会影响生物质产物的分配与产率，减少滞留时间可以 减少可能发生的二次裂解，从而减少炭产量；压力通过影响滞留时间的长短来控制冷凝气体 的多少，一般来说，压力越小，液相产物产量越多。

1。3 催化热解技术及研究现状

1。3。1 催化热解技术

1。3。2 分子筛催化剂研究现状

1。3。3 金属及金属氧化物催化剂研究现状

1。4。1 研究目的

因为生物质热解技术尚不成熟,产品转化效率不高,因此利用生物质热解技术提高原料的 转化率，改善反应条件具有一定的实际意义。在生物质热化学转化过程中,热解技术的研究是 最根本、最普遍的,因此本研究从影响生物质热解的几个条件如升温速率、催化剂等方面出发， 通过对比，探求一种显著地提高生物质热解过程的方法。从而使生物质能得到更有效合理的 利用。

1。4。2 研究意义文献综述

生物质热解技术优化致力于提高生物质在热解过程中的转化率，如果该优化技术能够实 现，人类将摆脱对化石能源的依赖，该技术无论是对我国的经济还是政治发展，都将具有远 大的意义。

1。4。3 研究内容

为深入研究稻壳的热解反应过程，本文选择南京地区稻壳作为实验原料，主要采用热重 法进行生物质不同条件下的热解实验，并记录实验数据，通过对实验数据进行处理，绘制稻 壳热解的 TG、DTG 曲线，分析并探究稻壳的热解过程。研究内容主要分为以下几个方面：

（1）稻壳在不同升温速率下的热解特性 升温速率在生物质热解中起到重要作用，本文主要利用热重法，通过对稻壳在 5、10、

15、20℃/min 时的实验数据进行分析，根据得到的曲线研究升温速率对稻壳热解的影响，总 结提高热解效率的方法。

（2）加入催化剂时对稻壳热解的影响 向稻壳中添加分别添加（Mn2O3+CuO）混合催化剂以及分别添加的 Mn2O3  、CuO，根据

TG、DTG 曲线分析催化剂对对稻壳热解过程的影响，并对两种不同方式添加的催化剂进行比 较，探究其催化效果。

（3）稻壳热解动力学分析 为了更好地了解稻壳热解机理，本文利用双外推法，通过分析由实验得到的稻壳热力学

参数，从而建立稻壳热解的反应模型，并将实验结果与得到的理论函数进行对比，并对存在 的偏差进行分析。

2 实验与方法

2。1 实验原料制备

2。1。1。 实验仪器

表 2。1 材料制备实验仪器

序号 名称 型号/规格