热重-傅里叶变换红外光谱联用仪(TG-FTIR)是对生物质热解及气化等过程的气态产物进行成分分析的著名分析工具,被研究者广泛使用。傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)也与其他快速升温反应器,如金属网加热反应器或用于定量分析的商用CDS热探针联用,实现对生物质热转化过程中气态产物的检测与分析。对于典型的生物质样品,TG-FTIR通常可获得近20种气体(或挥发分)的成分信息,包括焦油、H2O、CO、CO2、COS、SO2、CH4、C2H4、HCN、NH3、乙酸、乙醛、甲酸、甲醛、甲醇、苯酚、丙酮和左旋葡聚糖等。FTIR的一种常用方法是选择容易分离的单个峰或采用峰强/峰面积比对组分进行识别或定量,这种分析方法通常需要预先知道特征光谱所对应的组分或含量,即通过比较FTIR所获得的数据和相同条件下测量的校准光谱来确定热分解产物的浓度。由于所有生物质热转化气体产物成分都有重叠的红外吸收峰,因此单个峰的定量难以全面开展。当前,也有研究者提出一些新的数据分析处理方法,以提高检测精度。例如,Den Blanken等提出利用分子光谱数据库(如HITRAN数据库)对测量光谱中的浓度进行评估。还有研究者提出使用多元统计分析技术,包括主成分分析和偏最小二乘法,根据最显著的光谱特征与所进行的分析相关性来突出这些特征,而不是简单地选择最大的或最容易分配的红外吸收峰。
此外,对于热转化过程如燃烧过程中的NO、SO2、CO、O2,则可用较为成熟的商用烟气分析仪(如英国凯恩、德国德图等)进行检测分析。而在生物质气化反应过程中,主要产物为CO、CH4等,针对其检测当前也有较为成熟的商业煤气分析仪(如四方光电等)可用。(www.xing528.com)
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