Phõn tớch nhiệt nhằm xỏc định khoảng nhiệt tối ưu cho phản ứng nhiệt phõn. Phõn tớch nhiệt trờn mẫu rơm rạ ở tốc độ gia nhiệt khỏc nhau : 50
C/phỳt, 100C/phỳt, 150C/phỳt. Kết quả phõn tớch nhiệt được thể hiện trờn hỡnh 3.4. Đường TGA: màu xanh lỏ cõy, đường DSC: màu đen, đường DTG: màu tớm xanh.
Luận văn tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2
SV: Lương Thị Tuyết Nga GVHD: Đặng Tuyết Phương 36 (a)
(b)
(c)
Hỡnh 3.4. Đồ thị phõn tớch nhiệt của rơm rạ với tốc độ gia nhiệt
Luận văn tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2
SV: Lương Thị Tuyết Nga GVHD: Đặng Tuyết Phương 37
Khi t0 < 1000C:
Chủ yếu mất nước vật lý (hơi ẩm) và một số chất cú nhiệt độ dễ bay hơi.
đường TGA thể hiện sự mất khối lượng khoảng 7-12%. Đường DSC biểu hiện sự thu nhiệt phự hợp với lý thuyết nước bay hơi sẽ thu nhiệt. Trờn đường DTG cho thấy lượng nhiệt này khụng lớn do hàm lượng nước trong rơm rạ chỉ khoảng 7%.
Khi t0 > 1800C :
Mất khối lượng do chỏy rơm rạ, khối lượng mất khoảng 80%. Kết quả phự hợp với phõn tớch thành phần hoỏ học của cỏc chất hữu cơ. Đường DSC thể hiện pic toả nhiệt do rơm rạ chỏy toả nhiệt.
Khi t0 > 6000C :
Sự mất khối lượng khụng đỏng kể do cũn lại cỏc hợp chất khụng bị chỏy hoặc khú bay hơi. Đõy chủ yếu là tro chứa cỏc hợp chất Si, K, Na…
Tốc độ gia nhiệt cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ mất khối lượng. Tốc độ gia nhiệt càng chậm thỡ sự mất khối lượng xảy ra ở khoảng nhiệt độ thấp hơn. Cũn tốc độ gia nhiệt càng cao thỡ sự mất khối lượng xảy ra ở khoảng nhiệt độ cao hơn. Điều này được thể hiện ở bảng 3.4.
Bảng 3.4. Mối quan hệ giữa nhiệt độ mất khối lượng và tốc độ gia nhiệt.
Tốc độ gia nhiệt T0 bắt đầu xảy ra mất khối lượng 0 C T0 kết thỳc mất khối lượng 0 C 5 180 570 10 185 685 15 190 780
ở tốc độ gia nhiệt thấp (50C/phỳt): Cú sự giảm khối lượng xảy ra rừ ràng hơn. Trờn đường DSC trong khoảng 1800
C – 5700C cú 3 pic riờng biệt được cho là mất khối lượng của hemixenlulo, xenlulozo và lignin theo chiều
Luận văn tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2
SV: Lương Thị Tuyết Nga GVHD: Đặng Tuyết Phương 38 nhiệt độ tăng. Với tốc độ gia nhiệt cao hơn (100
C/phỳt, 150C/phỳt) : Ta chỉ thấy 1pic tự. Chứng tỏ cỏc chất hữu cơ chỏy cựng một lỳc. Như vậy tốc độ gia nhiệt để phản ứng nhiệt phõn xảy ra phải ≥100
C/phỳt. Trờn đường DTG ở khoảng 3000
C–3250C thời gian duy trỡ ở nhiệt độ này là lõu nhất (xuất hiện pic cao nhất) dự đoỏn thời điểm xenlulo bị nhiệt phõn. Điều này phự hợp với kết quả phõn tớch hoỏ học là thành phần xenlulo chiếm đa số trong rơm rạ.
Kết quả phõn tớch nhiệt cho ta dự đoỏn khoảng nhiệt độ nhiệt phõn rơm rạ tối ưu là 4000
C–6000C. Điều này hoàn toàn phự hợp với cỏc nghiờn cứu trờn thế giới.