Modeling of kraft lignin pyrolysis based on bond dissociation and fragments coupling
Modeling of kraft lignin pyrolysis based on bond dissociation and fragments coupling
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基于键解离和碎片耦合的硫酸盐木质素热解模拟
DOI：
10.1016/j.fuproc.2014.12.009
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发表时间：
2015-07
影响因子：
7.5
通讯作者：
Lei Shi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaojin Guo;Zhenyu Liu;Qingya Liu;Lei Shi
通常认为生物质的热解涉及两个步骤：共价键的解离以产生自由基片段和自由基片段的偶联以形成产物。然而，文献中关于生物质热解的实验和模拟忽略了每个步骤的作用，并且仅提供了两个步骤的总体结果。基于两步机理，模拟了硫酸盐木质素结构单元的热解过程。第一步假设在给定的温度和时间下，单元中每个键的Boltzmann分布，而第二步假设遵循蒙特-卡罗算法。借助基本假设和辅助假设，对所建立的Boltzmann-Monte Carlo热解模型进行了分析。通过模拟硫酸盐木质素的热解过程，并与文献中的实验数据进行比较，进一步验证了模型的正确性。结果发现，该模型模拟的热解行为相当不错，在键的人口和自由基形成的数量随温度和时间的变化。
It is generally recognized that pyrolysis of biomass involves two steps: dissociation of covalent bonds to generate free radical fragments and coupling of the free radical fragments to form products. Experiments and simulations on biomass pyrolysis in the literature, however, ignored the role of each step and provided only the overall results of the two steps. Based on the two-step mechanism, this work simulates pyrolysis of a structural unit of kraft lignin. The first step is assumed to be governed by Boltzmann distribution of each bond in the unit at a given temperature and time, while the second step is assumed to follow Monte-Carlo algorithm. The Boltzmann–Monte Carlo pyrolysis model built is analyzed with the aid of basic and secondary assumptions. The mode is further validated by simulating pyrolysis of kraft lignin and comparing the results with experimental data in the literature. It is found that the model simulates the pyrolysis behavior reasonably well, in terms of changes in bonds’ population and amounts of radicals formed versus temperature and time.
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期刊：
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