3. Nội dung của luận án
3.1.2.4. Phân tích nhiệt rơm rạ
Phân tích nhiệt của rơm rạ (hình 3.14) nhằm xác định khoảng nhiệt độ tối ưu cho phản ứng nhiệt phân.Từ giản đồ phân tích nhiệt cho thấy:
Ở nhiệt độ nhỏ hơn 100oC, có một pic thu nhiệt tương ứng với sự mất nước vật lý (hơi ẩm) là chủ yếu và một số chất có nhiệt độ sôi thấp với khối lượng bị mất 7- 12%. Trong khoảng nhiệt độ 180oC-570oC, xuất hiện các pic tỏa nhiệt do rơm rạ bị phân hủy và mất khối lượng xấp xỉ 80%. Kết quả này phù hợp với phân tích thành phần hoá học của rơm rạ, các chất chất hữu cơ có thành phần chính chiếm gần 80%.
Ở tốc độ gia nhiệt thấp (5oC/phút), trên đường DSC, trong khoảng nhiệt độ 180 – 570oC có ba píc riêng biệt được cho là giai đoạn mất khối lượng của hemixenlulozơ, xenlulozơ và lignin, tương ứng theo chiều nhiệt độ tăng dần. Trong khi đó với tốc độ gia nhiệt cao hơn (10oC/phút, 15oC/phút) ta chỉ thấy một pic tù và một vai. Khi tốc độ gia nhiệt cao, rơm rạ cháy rất nhanh nên gần như các hợp chất polyme hữu cơ trong rơm rạ cháy cùng lúc và tạo đồng thời cả ba sản phẩm rắn, lỏng, khí. Trong khi đó với tốc độ gia nhiệt chậm tạo sản phẩm rắn là chủ yếu. Như vậy tốc độ gia nhiệt cần thiết phải ≥15oC/phút.
Kết quả phân tích nhiệt cho ta dự đoán khoảng nhiệt độ nhiệt phân rơm rạ tối ưu. Khoảng nhiệt độ mất khối lượng lớn nhất là 200- 550oC, như vậy, khoảng nhiệt độ nhiệt phân hoàn toàn sẽ nằm trong khoảng tối ưu là 400-600oC. Điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu trên thế giới [13,20,30].
74
(a)
(b)
(c)
Hình 3.14.Giản đồ phân tích nhiệt rơm rạ ở các tốc độ gia nhiệt khác nhau: 5oC/phút (a), 10oC/phút (b), 15oC/phút (c)
3. 1.3. Nhiệt phân rơm rạ