[发明专利]一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法

权利要求书

1.一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)取待测秸秆为样品，充分干燥且破碎；

2)将步骤1)中干燥秸秆样品与水混合，持续均匀搅动；

3)使用激光粒度分析仪对步骤2)中混合液体进行分析测试，测得波矢Q与散射光强I数据；

4)基于分形理论，采用数据处理软件分析步骤3)获得的波矢Q及散射光强I，由公式，获得此秸秆样品二维分形维数D_f；

5)根据文献历史数据或大量实验积累，采用线性回归方法构建分形维数D_f与总有机碳最大溶出浓度TOC_max或有机质溶出表观活化能AAE的计算模型；

6)将秸秆分形维数D_f代入到步骤5)的模型中，模型输出此秸秆样品的总有机碳最大溶出浓度TOC_max或有机质溶出表观活化能AAE，得到此种秸秆样品的预处理效果预测数据；

所述步骤4)即k为斜率常数，等式两边同时取自然对数化简后得lnI＝-D_f lnQ+lnk，以步骤3)得到I与Q取自然对数后lnI与lnQ分别作为因变量与自变量，输入数据处理软件利用随机梯度下降法确定参数线性拟合，可得到此秸秆样品分形维数D_f；

所述步骤5)中，

分形维数D_f与秸秆样品的总有机碳最大溶出浓度TOC_max或有机质溶出表观活化能AAE计算模型如下：

Y＝A-BX；

式中，X为分形维数D_f，Y为秸秆样品的总有机碳最大溶出浓度TOC_max或有机质溶出表观活化能AAE，A和B为对应TOC_max或AAE的模型系数；

所述步骤6)中，总有机碳最大溶出浓度TOC_max为秸秆样品在水相中总有机碳最大溶出值。

2.根据权利要求1所述的一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，所述步骤1)中，秸秆样品为经预处理破稳后的样品。

3.根据权利要求2所述的一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述秸秆样品为不同微化程度的样品，或经不同预处理方式处理后的样品。

4.根据权利要求3所述的一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，所述秸秆样品破碎至0.01-3500微米。

5.根据权利要求1所述的一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，所述步骤2)中，用纯水对干燥秸秆样品进行稀释，含固率＜5％，用外置磁力搅拌器进行搅拌，稀释容器与磁力搅拌子使用前应清洗干净并烘干，搅拌保证样品充分混匀。

6.根据权利要求1所述的一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，所述步骤3)中激光粒度分析仪光源为波长633nm高稳定氦-氖激光器，分散剂折射率为1.330，颗粒吸收率为0.100，密度大于1，分散剂选择水，背景测量时间设置为10s，样品测量时间设置为10-12s，测量次数选择3次，测量时对于粒径为几十微米的大颗粒，遮光度范围为10-20％，粒径几个微米的小颗粒为6-10％，粒径几百纳米的颗粒为4-6％，搅拌转速设置为2000-3000转/min，每个样品测量结束运行清洁系统后再继续测试。

7.根据权利要求6所述的一种基于分形维数评价秸秆预处理效果的方法，其特征在于，对于分散很不均匀的样品测量时间设置为10-20s，遮光度范围为10-20％。