五种甘蔗渣分离木质素热解特性及动力学.PDF

化 工 进 展 ·2910 · CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017 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 1 1，2 1，2 崔兴凯 ，赵雪冰 ，刘德华 1 2 （清华大学化学工程系，北京 100084 ； 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 ）、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-Redfern 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 AAL 33.33kJ/mol 、AsL 36.36kJ/mol 、ML 31.10kJ/mol 、PAAL 24.74kJ/mol 以及AL 36.93 kJ/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：O636.2 ；TQ351 文献标志码：A 文章编号：1000 –6613 （2017 ）08 –2910 –06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0002 Pyrolysis characteristics and kinetics of five isolated lignins from sugarcane bagasse 1 1，2 1，2 CUI Xingkai ，ZHAO Xuebing ，LIU Dehua 1 2 （Department of Chemical Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084 ，China ； Tsinghua Innovation Center in Dongguan，Dongguan 523808 ，Guangdong，China ） Abstract ：Lignin is the most abundant natural aromatic polymer on earth. It is also a major byproduct of pulp and papermaking industry and lignocel