3. Nội dung của luận án
3.1.3.1. Nhiệt phân không xúc tác
Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, các thí nghiệm nhiệt phân 20g rơm rạ được thực hiện ở nhiệt độ là 400oC, 450oC, 500oC, 550oC và 600oC.
75
Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.6, hình 3.15.
Bảng 3.6. Phân bố sản phẩm nhiệt phân ở các nhiệt độ khác nhau
Nhiệt độ (oC) Sản phẩm lỏng (%) Sản phẩm rắn (%) Sản phẩm khí (%) 400 28,10 45,20 26,70 450 34,33 37,62 28,05 500 36,55 32,05 31,40 550 40,69 25,49 33,82 600 35,95 26,25 37,80
Từ bảng 3.6 và đồ thị hình 3.15 cho thấy khi nhiệt độ phản ứng tăng từ 400oC đến 550oC thì hiệu suất sản phẩm lỏng tăng và đạt giá trị cực đại 40,69% tại 550oC. Nếu tăng nhiệt độ đến 600oC thì hiệu suất lỏng giảm xuống còn 35,95%. Khi nhiệt độ tăng 400 đến 600oC thì hiệu suất sản phẩm khí tăng từ 26,7% đến 37,8% còn hiệu suất sản phẩm rắn giảm từ 45,2% đến 26,25%. Từ các phân tích trên cho thấy nhiệt độ tối ưu cho phản ứng nhiệt phân rơm rạ trong điều kiện không sử dụng xúc tác là 550oC, ở nhiệt độ này hiệu suất sản phẩm lỏng là cao nhất.
76
Quá trình nhiệt phân rơm rạ gồm các phản ứng phân hủy sơ cấp rơm rạ và các phản ứng phân hủy thứ cấp sản phẩm của phản ứng phân hủy sơ cấp. Ở nhiệt độ càng cao thì phản ứng thứ cấp xảy ra càng mạnh, các phân tử có khối lượng trung bình bị bẻ gãy thành phân tử nhỏ hơn. Do đó khi nhiệt độ tăng, khối lượng rắn giảm, khối lượng khí và lỏng tăng. Nhưng nếu tiếp tục tăng nhiệt độ (đến 600oC) các phản ứng thứ cấp xảy ra mãnh liệt, các phân tử bị bẻ gãy thành các phân tử rất nhỏ (các khí không có khả năng ngưng tụ) nên sản phẩm lỏng giảm, sản phẩm khí tăng mạnh [1,30].
Như vậy, với tốc độ gia nhiệt 15oC/phút, lưu lượng dòng N2 là 10ml/giây, hiệu suất sản phẩm lỏng và pha hữu cơ của sản phẩm lỏng cao nhất khi thực hiện ở 550oC.