Биомасса легко самовозгорается при хранении и транспортировке. В традиционных исследованиях самовозгорания биомассы при термогравиметрическом и калориметрическом анализе обычно используют порошкообразные образцы, что существенно отличается от реальных условий хранения биомассы. Кроме того, существующие кинетические модели реакций биомассы плохо адаптированы к температурному диапазону ниже 250 °C. В связи с этим была создана платформа для изучения теплоразложения и окислительных характеристик биомассы при низких температурах, где исследовали термогравиметрическое поведение соломы риса и соевой шелухи с различными размерами частиц (исходные крупные частицы, частицы 2,0 мм и 0,2 мм) в различных кислородных атмосферах. Были разработаны модели теплоразложения с компонентно-независимым окислением и суммарного окисления, а также проведена оптимизация параметров для точного прогноза процессов термолизиса и окисления биомассы при низких температурах. Результаты показали, что скорость реакции биомассы значительно возрастает с повышением температуры, однако после достижения определенного уровня расхода биомассы влияние увеличения температуры на скорость реакции постепенно ослабевает. Увеличение содержания кислорода ускоряет скорость реакции биомассы, но этот эффект слабее, чем влияние повышения температуры; при одинаковой температуре и содержании кислорода образцы с частицами 2,0 мм имеют наивысшую скорость реакции, исходные образцы – наинизшую, а частицы 0,2 мм – промежуточные; экспериментальные исследования на биомассе с исходным размером частиц и создание целенаправленной кинетической модели самовозгорания биомассы более соответствуют реальным условиям; модель суммарного окисления хорошо предсказывает закономерности потери массы рисовой соломы и соевой шелухи разного размера частиц при различных концентрациях кислорода и возрастании температуры, что делает ее пригодной для прогнозирования термолиза и окислительных реакций биомассы в низкотемпературном диапазоне.

биомасса;низкотемпературный термолиз;окисление;кинетика;размер частиц;численное моделирование