全 文 ：第３７卷　第５期
２０１６年５月
中国农机化学报
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．３７　Ｎｏ．５
Ｍａｙ．　２０１６
ＤＯＩ：１０．１３７３３／ｊ．ｊｃａｍ．ｉｓｓｎ．２０９５－５５５３．２０１６．０５．０５５
醋糟热重实验及热解动力学特性分析＊
施爱平１，庞弋骧２，许冠杰２，李成２
（１．江苏大学农业装备工程学院，江苏镇江，２１２０１３；２．江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江，２１２０１３）
摘要：对生物质醋糟进行热重实验研究，分析醋糟在不同升温速率、不同粒径下的热解特性的规律。实验结果表明：当升
温速率依次增加时，对醋糟热解反应的进行有着明显的促进作用；不同的醋糟颗粒粒径对其热解特性的影响比较小。通
过Ｓａｔａｖａ—Ｓｅｓｔａｋ积分法来求解醋糟的热解动力学参数，得到最符合醋糟热解的机理函数的积分形式为［－ｌｎ（１－α）］３，
由计算结果得出活化能的平均值为１．４４×１０５Ｊ／ｍｏｌ，指前因子的平均值为８．４７×１０７　ｍｉｎ－１。
关键词：醋糟；热重实验；热解特性；动力学分析；动力学参数
中图分类号：ＴＫ６　　文献标识码：Ａ　　文章编号：２０９５－５５５３（２０１６）０５－０２４８－０５
施爱平，庞弋骧，许冠杰，李成．醋糟热重实验及热解动力学特性分析［Ｊ］．中国农机化学报，２０１６，３７（５）：２４８～２５２
Ｓｈｉ　Ａｉｐｉｎｇ，Ｐａｎｇ　Ｙｉｘｉａｎｇ，Ｘｕ　Ｇｕａｎｊｉｅ，Ｌｉ　Ｃｈｅｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｃｈａｒ－
ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｆｏｒ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１６，３７（５）：２４８～２５２
收稿日期：２０１５年５月１９日　　修回日期：２０１５年６月２３日
＊基金项目：镇江市科技支撑（农业）项目（ＮＹ２０１４００４８）
第一作者：施爱平，男，１９６８年生，浙江平湖人，副教授，硕导；研究方向为生物质能源开发与利用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈａｐ＠ｕｊｓ．ｅｄｕ．ｃｎ
０　引言
醋糟是一种高湿度稻壳固体废弃物，是米、麦、高
粱等酿醋后所余残渣。长久以来，由于醋糟地域性较
强、处理难等问题，对醋糟资源化利用的研究比较
少［１－３］。但是在制醋行业每天都有大量的醋糟产生，它
含湿量大、盐度高、散发大量臭气、占用空间资源大、酸
性强、自然化解慢，直接对环境产生严重的污染。为
此，有必要研究醋糟有效处理和利用。近年来，国内外
对生物质的热解特性已经有了大量研究，这些研究对
同属于生物质的醋糟的处理和利用有一定的借鉴
意义。
为了给醋糟利用提供一些基本参数，本文利用非
等温热重分析法对醋糟的热解特性进行研究，探讨升
温速率、颗粒粒径对醋糟热解的影响，计算热解动力学
参数及机理函数，并进行相关分析。
１　热重实验
１．１　实验仪器和样品
本实验所采用的仪器是Ｎｅｔｚｓｃｈ　ＳＴＡ　４４９Ｃ型热
重分析仪（２９３～１９２３Ｋ）。这种热重分析仪是 ＴＧ—
ＤＳＣ同步热分析仪。本实验所采用的醋糟来自镇江
市恒顺醋业有限公司。醋糟相关的工业分析和元素分
析见表１。
表１　醋糟的工业分析和元素分析
Ｔａｂ．１　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｅｌｅｍｅｎｔａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂａｄ
原料 醋糟
水分含量／％ １０．８５
灰分含量／％ １４．８５
挥发分含量／％ ６０．４６
固定碳含量／％ １３．８４
低位发热量／（ｋＪ·ｋｇ－１） １８　３９１．２
碳／％ ３８．８３２
氢／％ ４．９３７
氧／％ ５４．８１０
氮／％ １．４２１
１．２　实验方法和条件
把新鲜醋糟样品放入到６０℃的干燥箱中干燥，直
至醋糟样品重量不变。将干燥后的醋糟样品加入粉碎
机中粉碎，通过筛选器将粉碎后的醋糟样品进行筛选，
筛选出粒径分别为８０～１２０目、１２０～１６０目和１６０～
２００目的醋糟样品。完成准备工作后对热天平预热
４０ｍｉｎ，然 后 开 启 冷 却 水 阀 门。然 后 称 量 １０ｍｇ
（±０．１ｍｇ）的醋糟样品置于热天平坩埚中，用 ７０
ｍＬ／ｍｉｎ的高纯氮气吹扫热天平１ｈ左右，待充分排出
反应系统中的杂质气体后，分别以 １０℃／ｍｉｎ、２０
℃／ｍｉｎ、３０℃／ｍｉｎ的升温速率将醋糟样品从室温开始
第５期 施爱平 等：醋糟热重实验及热解动力学特性分析 ２４９　
加热至８００℃。记录醋糟样品重量变化、反应温度及
进行时间等数据，并作出ＴＧ和ＤＳＣ曲线。
本文进行了不同升温速率和颗粒粒径的实验，实
验条件见表２。通过对比实验１、实验２、实验３可以得
到不同升温速率对醋糟热解的影响，对比实验１、实验
４、实验５可以得到不同粒径对醋糟热解的影响。
表２　实验条件
Ｔａｂ．２　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
实验编号 样品粒径／目 升温速率／（℃·ｍｉｎ－１）
１　 ８０～１２０　 １０
２　 ８０～１２０　 ２０
３　 ８０～１２０　 ３０
４　 １２０～１６０　 １０
５　 １６０～２００　 １０
２　实验结果分析
实验的ＴＧ、ＤＴＧ和ＤＳＣ曲线图如图１～图６所
示。醋糟热解主要分为３个阶段。从 ＴＧ图可以看
出，从室温到２５０℃为失重第一阶段，ＤＳＣ的吸热峰和
ＤＴＧ的失重速率峰有着明显的对应。这一阶段主要
是醋糟中的水分挥发过程，在低于１００℃时醋糟失去
表层水，在高于１００℃时醋糟的内部结合水逐渐失去。
此阶段醋糟失重量较少，醋糟失重率达到了７．３４％。
从２５０℃～４００℃是第二阶段，这一阶段主要是醋糟中
的纤维素、半纤维素、木质素进行分解，生成大量的挥
发分。从ＤＴＧ和 ＤＳＣ曲线都出现了明显的峰或变
化，ＤＴＧ出现了２个峰形，从ＤＴＧ曲线可以看出，在
３１０℃的时候达到一个最高峰，这主要是由于纤维素和
半纤维素的热解产生的，其后在３８０℃的时候出现了
第二个峰值，这是由于大量的木质素的热解生成碳和
灰分［５－７］。ＤＳＣ曲线也出现明显的转折，在此阶段出现
了一个放热峰。此阶段醋糟的失重率为６８．３４％，是
最主要的热解阶段。４００℃以后是醋糟热解的第三个
阶段，在此阶段残留物逐渐分解，失重的趋势逐渐趋于
平缓。
图１　不同升温速率下的ＴＧ曲线
Ｆｉｇ．１　ＴＧ　ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｒａｔｅ
图２　不同升温速率下的ＤＴＧ曲线
Ｆｉｇ．２　ＤＴＧ　ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｒａｔｅ
图３　不同升温速率下的ＤＳＣ曲线
Ｆｉｇ．３　ＤＳＣ　ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｒａｔｅ
图４　不同粒径下的ＴＧ曲线
Ｆｉｇ．４　ＴＧ　ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅｓ
图５　不同粒径下的ＤＴＧ曲线
Ｆｉｇ．５　ＤＴＧ　ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅｓ
２５０　 中国农机化学报 ２０１６年
图６　不同粒径下的ＤＳＣ曲线
Ｆｉｇ．６　ＤＳＣ　ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅｓ
２．１　不同升温速率对热解特性的影响
升温速率是影响醋糟热解的最重要的因素之一。
当升温速率提高时，样品所经历的反应时间就会缩短，
可以促进热解反应的进行。从另外一方面来说，升温
速率会拉大样品与测点之间的温度梯度和传热温差，
加重热滞后现象，从而影响样品内部的热解情况［８－９］。
从图１可以看出，当升温速率增加时，ＴＧ曲线向
温度高的一侧偏移。这是因为在相同的温度下，升温
速率越慢，醋糟热解过程就更加完美，挥发分大量析
出，样品质量就越轻。
从图２所以看出，随着升温速率增加，ＤＴＧ曲线
也向温度高的一侧偏移，最大失重速率逐渐增加，最大
失重速率所对应的温度也逐渐升高，分别为：２９０℃、
２９７℃、３０４℃。从图２可以看到对应的第二个失重峰
的变化并不明显，这表明升温速率的提高对纤维素和
半纤维素的热解影响较大，而对木质素的热解影响并
不是很大。
从图３可以看出，在醋糟热解第一和第二阶段（即
室温至４００℃），随着升温速率的增加，峰温变高，峰的
面积增加。这是由于升温速率增加，醋糟样品在单位
时间内发生的转化和化学反应的量随之增加，导致了
焓变速率的增加。由于参比物和样品之间的温差和时
间决定了此时峰尖返回基准线的温度，因此，当升温速
率增加时，ＤＳＣ曲线从峰尖返回基线时的温度向温度
高的一侧偏移［４，１０］。
２．２　不同颗粒粒径对热解特性的影响
样品颗粒的粒径在热质传递中有着不容忽视的作
用。生物质的颗粒粒径对此时的升温速率有一定的影
响，并且对挥发分的析出速率同样有一定的影响。
Ｍａｓｃｈｉｏ等人针对颗粒粒径对样品颗粒热解规律的趋
势进行了深入的研究，研究结果显示：对于粒径小于
１ｍｍ的生物质颗粒，生物质颗粒的内在动力速率控制
着热解过程的进行，而颗粒内部热质传递所带来的影
响可以忽略不计，当粒径增大、反应温度上升时，热解
过程同时受传热传质和化学动力反应的影响［１１］。
从图４可以看出，ＴＧ曲线在４００℃之前３条不同
粒径曲线几乎重合。从图５可以看出，ＤＴＧ曲线的规
律也和ＴＧ曲线吻合，醋糟样品的曲线变化很小，醋糟
样品的最大失重率波动并不大。从图６可以看出，
ＤＳＣ曲线在４００℃之前的峰值几乎不变，峰的面积也
波动很小。本实验所选用的醋糟样品的直径均远小于
１ｍｍ，从而可以得出当醋糟颗粒粒径小于１ｍｍ时，粒
径对其热解规律的影响比较小，与 Ｍａｓｃｈｉｏ等人的研
究结论一致。
３　醋糟热解动力学研究
Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ法是一种推导比较严密、有依有
据的研究非等温固相热分解动力学的研究方法［４］。由
于Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ法的计算结果合理准确，因此广泛
受到学者们的推崇。在利用Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ法推导之
前，首先要在Ｆｌｙｎｎ—Ｗａｌ—Ｏｚａｗａ积分法和 Ｋｉｓｓｉｎ－
ｇｅｒ微分法的基础之上计算出相对应的ＥＯ和ｌｇＡｋ
的值。
对于每个不同的升温速率βｉ（ｉ是固定的，ｊ＝１，
２，…，ｋｉ），Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ法的方程
ｌｇＧ（）α ＝ｌｇ
ＡＳＥＳ
Ｒβ
－２．３１５－０．４５６　７
ＥＳ
ＲＴ
（１）
式中：α———反应的百分数；
ＡＳ———Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ 法 得 出 的 指 前 因
子，ｍｉｎ－１；
ＥＳ———Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ 法 得 出 的 活 化 能，
Ｊ／ｍｏｌ；
Ｒ———普适气体常量；
Ｔ———温度，Ｋ。
由于βｉ的值是固定的，因此ｌｇ
ＡＳＥＳ
Ｒβｉ
就为常数，所
以可以通过线性最小二乘法求解ＥＳ和ＡＳ的值。作图
ｌｇＧαｉ（ ）ｊ －
１
Ｔｉｊ
，得到一条斜率为－０．４５６　７
ＥＳ
Ｒ
、截距为
ｌｇ
ＡＳＥＳ
Ｒβｉ
－２．３１５的直线。令ｘｊ＝
１
Ｔｉｊ
、ｙｊ＝ｌｇＧαｉ（ ）ｊ 、ａ
＝ｌｇ
ＡＳＥＳ
Ｒβｉ
－２．３１５、ｂ＝－０．４５６　７
ＥＳ
Ｒ
，可以得到直线拟
合方程ｙｊ＝ａ＋ｂｘｊ。通常我们需要保留的ＥＳ的值满
足０＜ＥＳ＜４００ｋＪ／ｍｏｌ和与之相对应的ｌｇＡＳ的值，同
时ＥＳ和ｌｇＡＳ的值需要满足以下两个条件
｜（ＥＯ－ＥＳ）／ＥＯ｜≤０．１ （２）
｜（ｌｇＡＳ－ｌｇＡＫ）／ｌｇＡＫ｜≤０．２ （３）
选择出符合上述两个公式要求的Ｇ（α），并且计算
出相应的相关系数。
第５期 施爱平 等：醋糟热重实验及热解动力学特性分析 ２５１　
将表３中利用３０种机理函数所计算得到的活化
能ＥＳ和ｌｇＡＳ的值分别带入式２和式３。式中ＥＯ的值
由Ｆｌｙｎｎ—Ｗａｌ—Ｏｚａｗａ法计算得到，ｌｇＡＫ 的值由
Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法计算而来，计算结果详见表４［４］。
表３　３０种机理函数的积分形式
Ｔａｂ．３　３０ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｆｏｒｍ
函数序号 积分形式机理函数Ｇ（α）
１ α２
２ α＋（１－α）ｌｎ（１－α）
３　 １－２３（ ）α － １－（ ）α ２／３
４～５ ［１－（１－α）１／３］ｎ　（ｎ＝２，１／２）
６ ［１－（１－α）１／２］１／２
７ ［（１＋α）１／３－１］２
８ ［１／（１＋α）１／３－１］２
９ －ｌｎ（１－α）
１０～１６ ［－ｌｎ（１－α）］ｎ　ｎ＝２３
，１
２
，１
３
，１
４
，４，２，（ ）３
１７～２２　 １－ １－（ ）α ｎ　ｎ＝
１
２
，３，２，４，１３
，（ ）１４
２３～２７ αｎ　１，３２
，１
２
，１
３
，（ ）１４
２８ （１－α）－１
２９ （１－α）－１－１
３０ （１－α）－１／２
表４　运用Ｆｌｙｎｎ—Ｗａｌ—Ｏｚａｗａ法和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法
计算得到的结果
Ｔａｂ．４　Ｋｉｎｅｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ
ｏｆ　Ｆｌｙｎｎ—Ｗａｌ—Ｏｚａｗａ　ａｎｄ　Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ
ＥＯ／（Ｊ·ｍｏｌ－１） ｌｇＡＫ
计算值 １６２　４２１．６１７　４　 ８．６３７
拟合的相关系数 ０．９８９　 ０．９８１
　　经过计算表３中第十六个机理函数计算的动力学
参数同时符合式２和式３。第十六个机理函数的拟合
结果如图７，计算结果见表５。
表５　利用Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ法第十六个机理函数的计算结果
Ｔａｂ．５　Ｋｉｎｅｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｘｔｅｅｎｔｈ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ
Ｓａｔａｖｅ—Ｓｔｅｓｔａｋ　ａｎｄ　Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ
升温速率
／（℃·ｍｉｎ－１）
活化能ＥＳ
／（Ｊ·ｍｏｌ－１）
ｌｇＡＳ ＡＳ
／（ｍｉｎ－１）
相关系数Ｒ
１０　 １３３　００１．５６　 ７．１８６　 １５　３５１　２３１．７８　０．９９１
２０　 １４５　０１５．９０　 ７．７５９　 ５７　４４３　９５８．１３　０．９８４
３０　 １５４　１８７．８１　 ８．２５８　１８１　４４２　３６５．０ ０．９８９
平均值 １４４　０６８．４２３　３　７．７３４　 ８４　７４５　８５１．６３　０．９８８
　　从表５可以看出，第十六个机理函数所拟合结果
的相关系数Ｒ分别为０．９９１，０．９８４，０．９８９，可见该结
果也是相当可信的。因此，本文作者认为最适合醋糟
热解的机理函数的积分形式为［－ｌｎ（１－α）］３。该机
理函数能够比较好的阐释醋糟热解特性。
图７　利用Ｓａｔａｖｅ－Ｓｅｓｔａｋ法第十六个机理函数的拟合结果
Ｆｉｇ．７　Ｆｉｔｔｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｘｔｅｅｎｔｈ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ
ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｓａｔａｖｅ—Ｓｅｓｔａｋ
从表５可以看到，在升温速率分别为１０℃／ｍｉｎ、
２０℃／ｍｉｎ、３０℃／ｍｉｎ时，醋糟的活化能ＥＳ和指前因子
ＡＳ的值呈增大的趋势，但是总体变化微小，活化能ＥＳ
的平均值为１．４４×１０５Ｊ／ｍｏｌ，指前因子ＡＳ的平均值为
８．４７×１０７　ｍｉｎ－１。相比稻壳、秸秆等其他生物质，醋糟
活化能的值相对较高。这可能是因为醋糟是稻壳、秸
秆等谷物酿醋的残渣，呈酸性，这对其反应有一定的抑
制作用，所以醋糟的活化能更加高［１２－１５］。
４　结论
１）醋糟热解主要分为三个阶段：第一阶段是醋糟
中的水分蒸发过程（室温到２５０℃）；第二阶段是醋糟
内挥发分的析出（２５０℃～４００℃），这也是醋糟热解的
主要阶段，醋糟的失重最为明显；第三阶段是残余物的
热解（４００℃以上）。
２）本文共计进行了５组热重实验，分别研究了醋
糟在不同升温速率、不同粒径下的热解特性的规律。
当升温速率增加时，ＴＧ和ＤＴＧ曲线向温度高的一侧
偏移，最大失重速率逐渐增加，最大失重速率相应的温
度升高。室温到４００℃时，ＤＳＣ曲线的峰温变高，峰的
面积增加，曲线从峰尖返回基线时的温度向温度高的
一侧偏移。以上现象说明当升温速率提高时，可以促
进醋糟热解反应的进行。粒径实验显示不同的醋糟颗
粒粒径对其热解特性的影响比较小。
３）采用Ｓａｔａｖａ—Ｓｅｓｔａｋ法来求解醋糟的热解动
力学参数。将两种方法计算出来的热解动力学参数进
行对比发现Ｓａｔａｖａ—Ｓｅｓｔａｋ法的计算结果更加精确。
通过拟合计算，得到第十六个机理函数最符合醋糟热
解的规律，该机理函数的积分形式为［－ｌｎ（１－α）］３。
２５２　 中国农机化学报 ２０１６年
由Ｓａｔａｖａ—Ｓｅｓｔａｋ法的计算结果得出的活化能ＥＳ的
平均值为１．４４×１０５Ｊ／ｍｏｌ，指前因子ＡＳ的平均值为
８．４７×１０７　ｍｉｎ－１。
参　考　文　献
［１］杨庆文，彭晓光，杨林娥，等．醋糟的开发和利用［Ｊ］．山
西农业科学，２００９，３７（２）：４４～４６．
Ｙａｎｇ　Ｑｉｎｇｗｅｎ，Ｐｅｎｇ　Ｘｉａｏｇｕａｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｌｉｎ’ｅ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｈｅ
ｕｔｉｌｉｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｉｎｅｇａｒ－ｗａｓｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｘｉ　Ａｇｒｉｃｕｌ－
ｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００９，３７（２）：４４～４６．
［２］施爱平，颜升学．高湿度醋糟资源化处理［Ｐ］．中国：
２００８１００２４７２６．３．，２００５－５－５．
［３］施爱平，张银丽，叶丽华．基于非等温热重分析法的醋糟
燃烧动力学特性分析［Ｊ］．农业机械学报，２０１２，４３（２）：
１１６～１２０．
Ｓｈｉ　Ａｉｐｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｉｎｌｉ，Ｙｅ　Ｌｉｈｕａ．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｎｏｎ－ｉｓｏ－
ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
ＣＳＡＭ，２０１２，４３（２）：１１６～１２０．
［４］胡荣祖，史启祯．热分析动力学［Ｍ］．北京：科学出版
社，２００１．
［５］Ｄｅｍｉｒｂａｓ　Ｍ　Ｆ，Ｂａｌａｔ　Ｍ，Ｂａｌａｔ　Ｈ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ
ｂｉｏｍａｓｓ　ｔｏ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００９，５０（７）：１７４６～１７６０．
［６］Ｗｏｒａｓｕｗａｎｎａｒａｋ　Ｎ，Ｓｏｎｏｂｅ　Ｔ，Ｔａｎｔｈａｐａｎｉｃｈａｋｏｏｎ　Ｗ．
Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　ｒｉｃｅ　ｓｔｒａｗ，ｒｉｃｅ　ｈｕｓｋ，ａｎｄ　ｃｏｒｎｃｏｂ
ｂｙ　ＴＧ－ＭＳ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｐ－
ｐｌｉｅｄ　Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，２００７，７８（２）：２５６～２７１．
［７］Ｙａｎｇ　Ｈ　Ｐ，Ｙａｎ　Ｒ，Ｃｈｉｎ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ
ａｎａｌｙｓｉｓ－ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐａｌｍ　ｏｉｌ
ｗａｓｔｅ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｆｕｅｌｓ，２００４，１８（６）：
１８１４～１８２１．
［８］文丽华，王树荣，施海云，等．木材热解特性和动力学研究［Ｊ］．
消防科学与技术，２００４，２３（１）：２～５．
Ｗｅｎ　Ｌｉｈｕａ，Ｗａｎｇ　Ｓｈｕｒｏｎｇ，Ｓｈｉ　Ｈａｉｙｕｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｋｉｎｅｔｉｃ
ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ［Ｊ］．Ｆｉｒｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈ－
ｎｏｌｏｇｙ，２００４，２３（１）：２～５．
［９］宋春财，胡浩权．秸秆及其主要组分的催化热解及动力学
研究［Ｊ］．煤炭转化，２００３，２６（３）：９１～９７．
Ｓｏｎｇ　Ｃｈｕｎｃａｉ，Ｈｕ　Ｈａｏｑｕａｎ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｋｉｎｅｔｉｃ
ｏｆ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ｓｔａｌｋｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｍａｉｎ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｏａｌ
Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，２００３，２６（３）：９１～９７．
［１０］蔡正千．热分析［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９３．
［１１］Ｍａｓｃｈｉｏ　Ｇ，Ｋｏｕｆｏｐａｎｏｓ　Ｃ，Ｌｕｃｃｈｂｅｓｉ　Ａ．Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ａ
ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ｒｏｕｔｅ　ｆｏｒ　ｂｉｏｍａｓｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９２，４２：２１９～２３１．
［１２］Ｒａｏ　Ｔ　Ｒ，Ｓｈａｒｍａ　Ａ．Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．
Ｅｎｅｒｇｙ，１９９８，２３（１１）：９７３～９７８．
［１３］Ｏｒｆａｏ　Ｊ　Ｊ　Ｍ，Ａｎｔｕｎｅｓ　Ｆ　Ｊ　Ａ，Ｆｉｇｕｅｉｒｅｄｏ　Ｊ　Ｌ．Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ
ｋｉｎｅｔｉｅｓ　ｏｆ　ｌｉｇｎｏｃｅｌｕｌｏｓｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ－ｔｈｒｅｅ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｒｅａｃ－
ｔｉｏｎｓ　ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，１９９９，７８（３）：３４９～３５８．
［１４］Ｍｏｒａｌｅｓ　Ｓ，Ｍｉｒａｎｄａ　Ｒ，Ｂｕｓｔｏｓ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｌａｒ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｐｙ－
ｒｏｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｉｏ－ｆｕｅｌｓ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍ－
ｍｏｄｉｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，
２０１４，１０９：６５～７８．
［１５］Ｍｏｇｈａｄａｍ　Ｒ　Ａ，Ｙｕｓｕｐ　Ｓ，Ａｚｌｉｎａ　Ｗ，ｅｔ　ａｌ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ
ｏｎ　ｓｙｎｇａｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｖｉａ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ
ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ａｉｒ－ｓｔｅａｍ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓ－
ｓｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１４，８７：
６７０～６７５．
Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｆｏｒ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ
Ｓｈｉ　Ａｉｐｉｎｇ１，Ｐａｎｇ　Ｙｉｘｉａｎｇ２，Ｘｕ　Ｇｕａｎｊｉｅ２，Ｌｉ　Ｃｈｅｎｇ２
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｎ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｎ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｌａｗ　ｏｆ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂａｄ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｒａｔｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｒａｔｅ
ｃｏｕｌｄ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂａｄ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｒｅａｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｌｓｏ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｈａｄ　ｌｉｔｔｌｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ
ｔｈｅ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂａｄ．Ｓａｔａｖａ—Ｓｅｓｔａｋ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂａｄ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．
Ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｓ［－ｌｎ（１－α）］３．Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ
Ｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｎ　ｉｓ　１．４４×１０５　Ｊ／ｍｏｌ，ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｐｒｅ－ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒ　Ａ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｎ　ｉｓ　８．４７×１０７　ｍｉｎ－１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｎｅｇａｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ；ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｋｉｎｅｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ