2024年第九届数维杯大学生数学建模挑战赛题目
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B 题 生物质和煤共热解问题的研究
随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的追求,生物质和
煤共热解作为一种潜在的能源转化技术备受关注。生物质是指可再生
能源,源自植物和动物的有机物质,而煤则是一种化石燃料。在共热
解过程中,生物质和煤在高温和缺氧条件下一起热解,产生气体、液
体和固体产物,其中液体产物被称为热解油或生物油。研究生物质和
煤共热解油的产率和品质机理对提高能源利用效率、促进资源综合利
用和确保能源安全具有重要意义。
一化工实验室选取棉杆(CS)、稻壳(RH)、木屑(SD)、小球藻(GA)
等多种生物质和淮南煤(HN)、神木煤(SM)、黑山煤(HS)、内蒙褐煤(NM)
等中低阶煤为共热解原料,并利用管式干馏炉在温和热解条件下研究
不同种类和配比原料的共热解对产物分布的影响。在实验室研究中,
微晶纤维素通常被用作一种模型化合物,以代表生物质中的主要纤维
素成分,用来分析生物质热解产物的特性和化学反应机理。为进一步
研究共热解产物生成机理,该实验室引入微晶纤维素作为模型化合物,
分析比较棉杆(CS)热解、神木煤(SM)热解、棉杆/神木煤(CS/SM)共热
解和微晶纤维素/神木煤共热解产生的正己烷可溶物(HEX)组分变化。
共热解实验以 5/100,10/100,20/100,30/100,50/100 为混合比例进
行固定热解实验。实验结果如附件 1 和附件 2 所示,名词解释见附录。
通过对比不同原料单独热解和共热解的产物组成,分析生物质与