Comparative investigation for the determination of kinetic parameters for biomass pyrolysis by thermogravimetric analysis - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of Thermal Analysis and Calorimetry Année : 2017

Comparative investigation for the determination of kinetic parameters for biomass pyrolysis by thermogravimetric analysis

Étude comparée pour la détermination de paramètres cinétiques de pyrolyse de biomasse par analyse thermogravimétrique

Résumé

This paper discusses the different methods for determining the kinetic parameters (activation energy and pre-exponential factor) of biomass (beechwood and flax shives) pyrolysis based on Kissinger method, isoconversional methods (Kissinger–Akahira–Sunose and Friedman) and based model (nonlinear least square minimization and optimization by genetic algorithm). Because of the widely dispersed values of activation energy and pre-exponential factor of three pseudo-components of the biomass (cellulose, hemicellulose and lignin) found in the literature, the pyrolysis of cellulose, hemicellulose and lignin was also studied. This paper shows that kinetic parameters are very sensitive to methods used. The comparison of results shows a large difference for the same experimental results even for pure pseudo-components. Based on results comparison, we think that Kissinger method remains the best method for kinetic parameters determination. Indeed, Kissinger relation takes into account the biomass structure effect and the mineral content. Isoconversional methods are also very suitable for low and medium conversion rate. Despite the fact that based methods are considered to be robust methods for the estimation of kinetic parameters in chemical
Ce document traite différentes méthodes de déterminer les paramètres cinétiques (énergie d'activation et facteur pré-exponentiel) de la pyrolyse de la biomasse (bois de hêtre et lin) basée sur les méthodes de Kissinger, isoconvertionnelles (Kissinger – Akahira – Sunose et Friedman) et une basée sur un modèle (minimisation non linéaire des moindres carrés et estimation par algorithme génétique). En raison de la forte dispersion des valeurs de l'énergie d'activation et du facteur pré-exponentiel des trois pseudo-composés de la biomasse (cellulose, hémicellulose et lignine) trouvés dans la littérature, la pyrolyse de la cellulose, de l’hémicellulose et de la lignine a également été étudié. Cet article montre que les paramètres cinétiques sont très sensibles aux méthodes utilisées. La comparaison des résultats montre une grande différence pour les mêmes résultats expérimentaux, même pour les pseudo-composants purs. En se basant sur la comparaison des résultats, nous pensons que la méthode Kissinger reste la meilleure méthode pour la détermination des paramètres cinétiques. En effet, la relation de Kissinger prend en compte l’effet de la structure de la biomasse et la teneur en minéraux. Les méthodes d’isoconversion sont également très adéquates pour les taux de conversion bas et moyen. Malgré le fait que les méthodes basées sur un modèle sont considérées comme des méthodes robustes pour l'estimation des paramètres cinétiques en génie chimique, ces méthodes peuvent mal estimer l'énergie d’activation et le facteur pré-exponentiel pour la cellulose, l’hémicellulose et la lignine.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-02138398 , version 1 (23-05-2019)

Identifiants

Citer

Lokmane Abdelouahed, Sébastien Leveneur, Lamiae Vernières-Hassimi, Laurent Balland, Bechara Taouk. Comparative investigation for the determination of kinetic parameters for biomass pyrolysis by thermogravimetric analysis. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2017, 129 (2), pp.1201-1213. ⟨10.1007/s10973-017-6212-9⟩. ⟨hal-02138398⟩
42 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More