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题名咖啡渣和去油咖啡渣热解特性的试验研究
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作者
田红
徐美越
杨扬
成珊
周通
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机构
长沙理工大学能源与动力工程学院
华中科技大学煤燃烧国家重点实验室
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出处
《长沙理工大学学报（自然科学版）》
CAS
2024年第2期16-23,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51706022、52006016)
湖南省教育厅重点项目(20A004)
+1 种基金
湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ40573)
长沙市自然科学基金资助项目(KQ2202202)。
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文摘
【目的】研究咖啡渣(spent coffee grounds,SCG)和去油咖啡渣(defatted coffee grounds,DCG)的热解特性并计算其热解动力学参数,分析两者在不同温度下热解三相产物的变化规律,实现废弃咖啡渣的二次利用。【方法】采用管式炉、热重(thermogravimetry,TG)试验和热裂解-气相色谱-质谱联用仪(pyrolysis-gas chromatography mass spectrometer,Py-GC-MS)开展了热解产物分布和热解特性的研究,采用Flynn-WallOzawa(FWO)法计算了热解动力学参数。【结果】热重分析结果表明,SCG和DCG热解可分为4个阶段,主要热解温度范围为200~400℃,并且在300℃左右时失重率最大,升温速率可促进热解反应的进行。动力学计算结果表明,当转化率由0.1提高至0.7时,SCG和DCG的活化能均随之不断升高,转化率由0.7提高至0.9时,两者活化能均随之有所下降;SCG和DCG的平均活化能分别为293.58和307.86 kJ/mol。Py-GC-MS分析表明,SCG主要热解产物包括芳香族、酚类、醛类等化合物,DCG主要热解产物包括醛类、酚类、杂环类、酯类等化合物,在热解阶段,随着热解温度的升高,芳香族、酚类、杂环类化合物相对含量减少,醛类化合物相对含量先增加后减少。管式炉热解试验结果表明,SCG的热解产物中生物油产率较高,DCG的热解产物中焦炭产率较高。【结论】SCG和DCG在合适的温度下进行热解,有利于酚类、芳香族化合物等重要工业原料的回收,实现其高值化利用。
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关键词
咖啡渣
热解特性
热解产物
热重分析
Py-GC-MS
热解动力学
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Keywords
spent coffee ground
pyrolytic property
pyrolysis product
thermogravimetric analysis
Py-GC-MS
pyrolysis kinetic
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分类号
TQ131.1
[化学工程—无机化工]
TK6
[动力工程及工程热物理—生物能]
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