煤热解气中汞连续测量方法及应用

针对煤热解气中烃类物质对连续测汞仪的影响,本文采用高温载氧体处理煤热解气消除此影响,研究了煤热解气处理后汞连续测量的效果并进行实际应用。结果表明:烃类物质造成冷原子吸收测汞仪测量结果完全错误。经载氧体处理后氧化了热解气中烃类物质,使热解气中汞能被准确连续测量。使用前后载氧体XRD分析也验证这一结果。在煤程序升温热解汞的连续测量应用中,发现实验所用煤中汞主要有两个温度释放峰,且在600℃已基本释放完全。     

塑料和橡胶垃圾的热解机理及动力学分析

利用热分析-质谱联用技术进行了塑料和橡胶垃圾的热解实验研究,探讨了这两种聚合物热解机理,并采用Freman-Carroll法定量分析了垃圾热解动力学.塑料和橡胶主要热解气体产物是烃类CnHm(n≤4～5),CO2和CH4,塑料热解过程以脱链解聚吸热反应为主;而橡胶热解过程分为两个阶段,前期以交联缩聚放热反应为主,后期以脱链解聚吸热反应为主,热解过程总热效应为放热.     

纸类废弃物流化床热解气化研究

为开发低污染城市生活垃圾气化熔融处理技术,对城市生活垃圾中广泛存在的废纸组分进行了流化床热解与气化试验.在400～700℃、过量空气系数0～0.8的范围内,分析反应产物特性及其变化规律.结果表明,随热解温度的提高,热解油与热解气产量增大,热解炭产量减小,热解温度达到600℃及以上时,热解气产量达到60%左右;气化温度700℃、过量空气系数0.6时,气化效率最高,达到32%,此时气化气热值为2150 kJ/Nm3,固定碳转化率80%,气化气产率为2.3 Nm3/kg.     

超细煤粉热解时轻质烃的析出规律

将不同的煤种在管式炉中,分别进行程序升温热解,利用气相色谱对热解气中轻质烃的析出规律进行了在线分析。分析结果表明:热解产物轻质烃的成分主要由以CH4为主的混和气态烃组成;在相同的热解条件下,轻质烃的热解析出速率随着煤种碳化程度的增高而明显降低,随着煤粉粒径的减小而逐渐升高;轻质烃热解析出高峰的温度随着煤种碳化程度的增高而明显增高,随着煤粉粒径的减小而逐渐降低。     

污泥的热解提油-半焦燃烧工艺的实验研究

本文提出了双流化床中污泥的热解提油-半焦燃烧工艺,组织实验论证并进行了探索研究。结果表明,双流化床中可以实现污泥热解提油工艺和半焦燃烧工艺的耦合,即获得了污泥热解产生的油和气,又实现了污泥的焚烧无害化处理。污泥在双流化床中发生热解反应时,干燥无灰基污泥的油产率为24.1%,是煤的2.4倍,干燥无灰基污泥的轻油产率为8.44%,是煤的9倍。该工艺中,污泥中热量的43.1%转化为油,10.4%转化为热值10.54MJ/m~3的气体燃料,46.5%的热量残留在污泥半焦中,在燃烧炉内燃烧放热。     

生物质焦燃烬过程中NO释放行为的研究

研究了Beechwood焦燃尽过程中的NO释放行为,讨论了热解温度、热解气氛、二次热解对焦燃尽过程中NO释放的影响.结果显示Beechwood焦中氮含量的增加主要是由于焦对N2的吸附引起的,热解温度对Beechwood焦吸附N2的能力有较大影响.纤维素、半纤维素和木质素的试验显示纤维素具有一定的吸附N2的能力,而半纤维素对N2的吸附能力较差,几乎不吸收N2,木质素对N2的吸附能力不能确定.     

基于TG-FTIR的生物质内在金属盐催化热解研究

采用热重和傅里叶红外光谱联用(TG-FTIR)对去离子水、盐酸淋洗后的稻草样品和原样进行分析,探讨生物质内在金属盐对热解过程和产气组分的催化作用规律。结果表明:碱金属对稻草样品热解具有重要的催化作用,相反Ca等碱土金属抑制了纤维素的分解。红外检测的三种样品热解气体产物主要为CO_2、CO、CH_4、H_2O和一些含C-O-C和C=O半挥发性有机物。经过水洗后CO_2、CO产量减少,CH_4和半挥发性有机物产量增加;而酸洗样品气体产量都明显低于其它两种样品。这些与稻草内在碱金属和碱土金属盐的不同催化作用有关。     

污泥的热解提油一半焦燃烧工艺的实验研究

本文提出了双流化床中污泥的热解提油一半焦燃烧工艺,组织实验论证并进行了探索研究.结果表明,双流化床中可以实现污泥热解提油工艺和半焦燃烧工艺的耦合,即获得了污泥热解产生的油和气,又实现了污泥的焚烧无害化处理.污泥在双流化床中发生热解反应时,干燥无灰基污泥的油产率为24.1%,是煤的2.4倍,干燥无灰基污泥的轻油产率为8....     

纤维素、木质素含量对生物质热解气化特性影响的实验研究

本文采用化学方法测定了六种生物质中纤维素和木质素的含量,通过热重研究了实际生物质及用纤维素、木质素按一定比例混合模拟生物质的热解和气化特性,并结合电子扫描电镜(SEM)对焦样进行了微观形貌分析.结果表明:在本文所选择的生物质中纤维素的含量高于木质素,两者一般在55%～85%和10%～35%.生物质热解分为纤维素热解和木质素分解两个阶段,应于气化过程中挥发份析出和焦炭气化.在热解过程中,首先纤维素发生热解呈现快速失重过程,接着木质素缓慢热解.实验发现生物质中纤维素含量越高,热解反应速率就越大;反之,木质素含量越高,热解反应速率越小.通过对焦形貌与气化研究,发现气化特性与生物质中纤维素和木质素的含量有着密切联系.因此纤维素、木质素含量是影响生物质热解气化特性的重要因素之一.     

变比热气体和变比热有离解气体热力学过程的计算

变比热气体和变比热有离解气体热力学过程的计算张世铮，纪军（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词离解气体；变成分气体；热力学过程１前言在热机和热设备的循环分析、设计计算和实验研究中要求按照工质的真实热力学性质作准确的气动热力学计算。在喷气...     

TG-FTIR法研究低变质煤共热解过程气体的析出规律

采用热重-红外联用技术（TG-FTIR）对比研究了陕北低变质粉煤（SJC）与重油（HS）、焦煤（JM）、液化残渣（DCLR）共热解过程中气相产物的析出特性。研究表明,随热解温度升高,SJC与HS,JM,DCLR的共热解过程均可分为三个阶段。第一阶段表现为原料表面吸附物的释放,第二阶段发生解聚和分解反应,随温度继续升高,第三阶段形成更为稳定的半焦。在热解第二阶段中均存在煤与添加剂之间的协同效应,SJC作为主要的供氢体,热解产生的氢自由基与HS,JM,DCLR热解产生的小分子自由基碎片之间发生相互作用生成焦油和煤气。SJC和SJC+DCLR在450 ℃附近的温度区间内热解反应进行的更加充分,大部分N元素转移到了焦油组分中。热解过程气相产物中H₂O和酚类物质、含N杂环物质及CO的析出伴随着热解的整个温度区间,SJC+JM和SJC+HS热解过程含N物质的转移主要集中在400~650 ℃区间,CH₄和脂肪烃类物质的析出最高峰出现在450 ℃附近,而SJC+DCLR和SJC则出现在550 ℃。JM,HS及DCLR的添加可促使焦油中芳香族化合物的析出,SJC+JM与SJC+HS热解过程芳香族物质大量析出的温度区间在400~550 ℃。该研究结果为低变质粉煤的清洁转化与提质分级新技术的研究开发提供理论依据,对低变质煤的增值利用具有重要的意义。     

聚乙烯与水反应的高温高压实验及热力学探讨

 在金刚石压腔设备中进行聚乙烯的高温高压裂解实验研究。实验分含水和不含水两种情况。在显微镜下观察反应过程中的变化并显微照相记录有关现象,在高压下就位测定反应过程中荧光的变化。用气相色谱方法测定气相产物组成。含水实验中CH₄占烃类气体产物的92%并有CO₂生成,固体残余物非常少,表明水直接参与了化学反应,为烃类气体的形成提供氢源,为CO₂的形成提供氧源。不含水实验中烃类气体的产率相对较低并有较多的固相残余物存在。用热力学理论探讨了实验中有关反应的机制。根据聚乙烯与干酪根结构的可比性,推测在水参与条件下有利于提高有机质裂解成烃的产率。     

一种生物柴油代用品在HZSM-5分子筛催化剂上的催化热解

为了深入了解生物柴油在ZSM-5沸石上的催化反应机理,在常压的流动反应器中进行了生物柴油代用品丁酸甲酯在氢型ZSM-5(HZSM-5)催化剂上的热解和催化热解. 热解产物使用气相色谱-质谱法定性和定量测量. 动力学模型和实验表明,气相中氢提取反应是热解过程中丁酸甲酯分解的主要途径,但在HZSM-5上,丁酸甲酯则主要通过解离生成烯酮和甲醇消耗;与无催化反应相比,丁酸甲酯在HZSM-5上的初始分解温度降低了约300 K. 并且通过Arrhenius方程获得了在催化热解和均相热解条件下丁酸甲酯消耗的表观活化能. 明显降低的表观活化能证实了HZSM-5对丁酸甲酯热解的催化性能. 此外催化剂的活化温度对HZSM-5的某些催化性能具有一定的影响. 该研究对进一步的实际生物柴油燃料的催化燃烧具有一定的指导意义.     

傅里叶红外光谱法研究GAP/AP混合体系的快速热裂解

用T-Jump/FTIR在线联用分析技术,研究了GAP/AP混合体系在模拟燃烧条件下快速加热高温高压的热裂解。结果表明,GAP/AP混合体系的主要热裂解气相产物的组成发生了变化,说明组分之间存在相互作用。压力对GAP/AP混合体系气相产物有明显的影响,表明混合体系组分GAP和AP之间的相互作用是通过AP分解气相产物进行的,混合体系不但存在气相之间的反应,也存在气相/凝聚相反应。而温度并没有影响AP对GAP的作用。用T-Jump/FTIR在线分析技术能够实现模拟燃烧条件下含能材料实时气体产物分析,为从微观反应的角度探索含能材料的快速高压热裂解及其组分之间的相互作用提供一条技术途径。     

基于TG-FTIR的落叶松木材热失重与热解气相演变规律研究

采用热重红外光谱联用分析法考察了落叶松木材在不同升温速率下的热失重特性及气相演变规律,并与其组分模混物的热解特性进行了对比分析。结果表明,落叶松的主要失重区域相对于模混物较宽,落叶松残炭率(18.97%)相对于模混物(29.83%)较低;在低温段,模混物的活化能高于落叶松木材,而在高温段二者差别不大;落叶松木材热解过程经历了水分析出、主成分热分解、后期炭化等阶段,气体析出主要集中在375℃左右;落叶松在热解反应过程中,主要气体产物生成量顺序为CO2>H2O>CH4>CO,随着升温速率的增加,上述气体产物的生成量明显增多;模混物与落叶松木材热解生成气体规律基本相似,但模混物中各气体析出强度均相对较高。     

聚-α-甲基苯乙烯热降解产物研究

 降解芯轴技术是制备激光惯性约束聚变靶丸的重要技术之一。采用热分析技术研究了聚-α-甲基苯乙烯（PAMS）热降解温度，采用裂解色谱-质谱联用技术分析了PAMS的热降解产物。研究表明：PAMS降解温度范围为260～320 ℃，在此温度下PAMS降解产物主要是α-甲基苯乙烯单体，另外还有微量四氢呋喃溶剂残留及α-甲基苯乙烯二聚体。因主链上季碳原子的存在，PAMS的热降解过程以端基裂解的解聚反应为主，单体产率超过99%。     

乙醇煤油混合燃料热解特性实验研究

本文实验研究了乙醇、煤油及其混合物的热解特性.利用气相色谱测量了其中氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳的浓度.实验结果表明,燃料的热解率随温度的增加而增加.热解形成的气体中,乙醇热解得到的氢气浓度高于煤油,而甲烷和乙烯的浓度低于煤油.掺混乙醇后的煤油混合燃料热解时形成的氢气浓度随乙醇含量的增加而增加,对于在超燃冲压发动机中采用在煤油中添加一定量的含氧燃料(如乙醇、甲醇等)来解决着火和稳定燃烧问题具有很好的潜在优势.     

综合流动和传热的废轮胎回转窑热解模型

废轮胎在回转窑内的热解主要受到气-固相流动、传质和传热及化学反应动力参数等因素的影响。在对回转窑 内固体颗粒运动、传热传质进行分析的基础上,结合对轮胎热解反应动力学的研究,发展了综合流动、传热的废轮胎回转 窑热解模型,可计算得到回转窑内热解的温度分布、物料转化率、产物得率等。模型计算结果与试验结果吻合较好。     

玉米芯流化床快速热解制取生物油试验研究

本文在流化床上对玉米芯进行了快速热解制取生物油的试验研究.首先在非催化条件下考察了温度、气体流量、床高和物料粒径对热解产物产率的影响,得到了制取生物油的最优工况.在此工况下进行了催化热解试验,研究了FCC催化剂对热解产物产率和生物油品质的影响.结果表明,最优工况下生物油产率为56.8%.同未加催化剂相比,FCC催化剂的存在使得生物油中油组分和焦炭的产率降低,不凝结气体、水分和焦的产率增加.分级冷凝系统的应用较好的实现了重油、轻油和水的分离.对催化条件下第二级冷凝器收集的生物油分析表明,其油组分的氧含量和高位热值分别为13.64%和36.7 MJ/kg,具有很好的应用前景.