茂名油页岩中有机质与矿物质热分解过程的研究

将两份铝甑油收率为8.8%的茂名油页岩分别进行处理。一份采用盐酸及氢氟酸处理除去矿物质,另一采用过氧化氢处理除去有机质。然后分别于热重装置上以线性升温速率为6.8K/min 考察其热分解过程。在论述有机质与矿物质热分解过程的动力学特征的同时,发现有机质的热分解过程基本上体现了油页岩热解的动力学特征。其差别在于有机质的初始分解温度较油页岩提前了98℃,并且,在峰值附近热解产物的挥发速率均高于油页岩的挥发速率。动力学处理热重数据表明,有机质与矿物质的热分解过程均系一级反应。但是,在热解过程的不同温度区间,具有不同的表观活化能E 及指前因子A。通过对所获动力学参数的分析比较,可以认为矿物质对于热解初期油母大分子的解聚过程影响较为显著,而对随后生油过程中烃类分子的裂解反应影响较小。最后探讨了茂名有机质的热分解机理。     

生物质秸秆热重分析及几种动力学模型结果比较

利用热重分析在不同升温速率和氮气气氛下对两种生物质（玉米秸秆和稻秆）的热失重行为进行了研究。根据热重实验数据，采用四种利用热分析获取动力学参数的方法（Coats-Redfern法，Doyle法，最大速率法和分布活化能模型(DAEM)），计算生物质秸秆热分解反应活化能E、反应级数n及频率因子A，并进行比较。结果表明，采用不同的处理方法，得出的热分解动力学参数不同。利用Coats-Redfern法，玉米秸秆和稻秆在热解主要阶段（失重约5 w%～80 w%时）可由一段一级反应过程描述，升温速率10 K/min时活化能值分别为68.8 kJ/mol和70.0 kJ/mol。Doyle法和DAEM模型得到的结果较为接近，可以得到生物质热解过程中的活化能随失重率的变化曲线。生物质秸秆热解包含分子键能断裂的一系列复杂、连续反应过程。     

黄县油页岩热分解动力学——不同粒度试样的热分解

采用热重装置对于<0.076mm,0.3—0.45mm,0.9—1.0mm,1.5—2.0mm及3.0—3.5mm 五种粒度范围的黄县油页岩的热分解过程进行了考察。根据所得失重速率及转化率曲线,阐明了黄县油页岩热分解的基本特征及其低温干馏时的最适宜终温度。运用一级动力学模型,分段拟合黄县油页岩的热分解数据,获得了比较满意的结果。分别确定了各粒度范围的试样的动力学参数。在主要的热解生油阶段,五种粒度范围的黄县油页岩的表观活化能为128—141 kJ/mol 之间。     

热分析法研究五倍子醛的热稳定性及其分解动力学

采用热重法,以氮气为保护气,分别在5、10、15、20℃/min的升温速率下,测得五倍子醛的热重-微分热重(TG-DTG)曲线,并在10℃/min的升温速率下测得样品的差示扫描量热(DSC)曲线。结合热失重数据和五倍子醛结构对其分解机理进行推断和验证,并运用双外推法对五倍子醛的热解动力学进行分析,求得原始状态和热平衡态下的动力学参数。研究结果表明,五倍子醛晶体在升温过程中先经历了非结合水和结合水的受热挥发阶段,然后在163℃之后发生热分解,分子中醛基断裂失去1分子的CO;随着升温速率的升高,五倍子醛的分解反应向高温区域移动,最大失重速率依次减小;热解活化能Eα为286.21 kJ/mol,指前因子lnA为70.21,热解机理函数g(α)=[-ln(1-α)]2/3,反应级数n=2/3;热解活化能随转化率的增加逐渐减小;经动力学参数推断,在室温(25℃)下,五倍子醛的贮存期为4～5年。     

废轮胎热解半焦CO2气化反应动力学

利用热重－差热（TG－DTA）分析仪对废轮胎热解半焦进行气化反应的研究,反应气体为CO2,在20－1100度温度范围内以不同的加热速率（10℃/min,30℃/min,50℃/min对各种热解条件下制得的废轮胎半焦进行气化动力学研究,分析了升温速率,制焦条件等对半焦气化反应特性的影响,得到废轮胎热解半焦与CO2气化反应的动力学参数。建立了废轮胎半焦CO2气化反应一级动力学模型,模型与实验结果吻合良好。     

典型海鲜废弃物热解特性及动力学研究

本研究采用热重分析手段，对鱼骨、蟹壳、虾壳三种典型海鲜废弃物的热解特性进行分析，研究不同升温速率(20、40、60℃/min)条件下热解过程的特征参数，分析原料成分组成对于海鲜废弃物热解特性的影响。基于热解特性参数对热解过程进行动力学分析，结合表观动力学参数并在对比多种机理模型的拟合效果基础上，确定了较为适宜的海鲜废弃物热解过程机理模型。结果表明，海鲜废弃物热解过程与其成分组成具有密切关联，TG-DTG曲线对比分析发现，有机质和无机盐含量是影响热解过程的重要因素。随着升温速率的提高,三种海鲜废弃物的热解特性参数具有一致的增长趋势。动力学研究发现，鱼骨主要热解过程符合一级化学反应机理，而蟹壳和虾壳在有机物分解阶段可由一段1.5级化学反应过程描述，分析认为，反应级数的差别与与海鲜废弃物中几丁质含量有关。表观活化能Ea随着升温速率的提高而增大，而活化能增量?E_α逐渐变小，可以推测采用不低于40℃/min的升温速率不会导致三种海鲜废弃物热解过程难度的增大并更具经济性。研究结果为海鲜废弃物热解处理技术的开发提供了基础过程特性数据。     

过氧化苯甲酸叔丁酯的热分解动力学研究及SADT推算

研究了过氧化苯甲酸叔丁酯的热分解动力学及不同包装规格下的自加速分解温度(SADT),利用C600微量热仪测试了过氧化苯甲酸叔丁酯的热分解特征,得到升温速率分别为0.1 K/min、0.2 K/min、0.5 K/min、1 K/min下热流随时间的变化曲线,并使用Friedman等转化率法对所得的实验数据进行分析处理,得到了过氧化苯甲酸叔丁酯的分解反应活化能、指前因子等热动力学参数,推算了不同包装规格的过氧化苯甲酸叔丁酯的SADT。结果表明TBPB分解活化能及指前因子随转化率变化而变化,活化能范围为42-135.5 kJ/mol,指前因子范围为0.25-33.5,在25L聚乙烯桶包装下的SADT为59℃,50L下为52℃,200L下为46℃。     

糠醛渣热解特性的研究

以糠醛渣为研究对象,应用热重分析法,以高纯氮气为载气对其进行了详细的热重分析试验。结果表明糠醛渣热解随温度升高经历五个不同阶段,表现了糠醛渣热解的复杂性。通过对5 ℃/min、20 ℃/min、50 ℃/min和80 ℃/min的升温速率及不同粒径下的失重曲线进行的对比表明,随着升温速率和粒径的增大,糠醛渣热解的初始温度增大,热解向高温侧移动。最后根据实验数据建立了热解动力学模型,并对数学模型进行了求解,得到了糠醛渣热解反应的动力学参数,表明糠醛渣热解属三级反应。     

3,4-二硝基吡唑热分解及非等温动力学

采用TG-DSC综合热分析的方法,对3,4-二硝基吡唑(DNP)的热分解和非等温动力学进行了研究。结果表明DNP的热分解分两阶段进行,并且在升温速率达到15K/min时才能明显区分。分别采用Archar微分法和Coats-Redfen积分法计算了DNP第一阶段热分解反应动力学参数:Ea=91.6kJ.mol-1,lnA=42.7s-1。最可能的DNP热分解机理为随机成核和随后生长机理,符合动力学机理函数Avrami-Erofeev方程,n=3。     

聚氯乙烯燃烧特性及HCl的生成机理

采用热重法对聚氯乙烯（ＰＶＣ）的燃烧过程进行了研究,探讨阳聚氯乙烯燃烧科技司,并由它们的微分热重曲线计算出的反应动力学参数及影响反应常数的因素进行了研究。同时,考察了恒速升温和快速升温过程ＨＣＩ的生成特性。结果表明,ＰＶＣ的燃烧机理是由三个过程决定的,可用三个一级反应表示。ＰＶＣ的燃烧过程的第一阶段为脱氯阶段。第二阶段的活化能和指前因子明显低于第一和一阶段。此阶段为挥发分释放阶段。升温速率的增加导     

粉状氟碳铈矿热分解反应动力学模型

用四川冕宁天然氟碳铈矿晶体为原料 ,研究其热分解过程。测定了粉状氟碳铈矿空气气氛下热分解过程的热重 差热曲线。根据Criado提出的反应动力学机制模型 ,采用热分析技术对动力学数据进行了处理和计算 ,绘制了氟碳铈矿粉末热分解反应的动力学曲线 ,与标准曲线比较 ,结合前期工作动力学参数计算的结果 ,确定了热分解过程的反应机制为形核和生长 ,其反应动力学模型的微分和积分形式的表达式分别为 :f(α) =( 1 -α)和g(α) =-ln( 1 -α)。     

煤和油页岩燃烧过程的对比

利用改装热重差热仪,对抚顺、茂名油页岩、黄县褐煤和大同烟煤进行了燃烧实验,考察了粒径、燃烧终温、样品种类等因素对燃烧过程的影响。样品粒径范围为2—8mm,升温速率范围为350—600℃/min,燃烧终温为750—900℃。结果表明,在不到2min的升温段,油页岩燃烧转化率可达90%以上,而煤仅为30—50%,其值与煤的挥发份分析值基本一致。     

硝酸舍他康唑的热分解机理及动力学

采用热重法(TG)、差示扫描量热法(DSC)测定了硝酸舍他康唑(STCZ)在氮气氛和空气氛中的热分解过程,结果表明STCZ的热分解过程是一个三阶段过程。运用量子化学GAMESS软件计算了STCZ分子的键级,测定了STCZ及其在热分解过程中不同阶段残留物的红外光谱,推断了STCZ的热分解机理,起始步骤是硝酸的分解。根据不同升温速率下的热重曲线计算得到STCZ第一阶段热分解反应的动力学参数,在氮气中,表观活化能Ea=222.2 kJ.mol-1,指前因子A=4.467×1024min-1,在空气中,表观活化能Ea=177.2 kJ.mol-1,指前因子A=1.738×1019min-1。推算了不同使用温度下STCZ的预期寿命。     

煤及其拔头半焦的燃烧反应特性研究

采用热天平研究了贵州褐煤、三江原煤及其拔头半焦的燃烧行为,考察了粒径和升温速率对样品着火点和燃烧稳定性的影响。减小样品的粒径可显著降低样品的着火点,改善样品的燃烧性能,在粒径100～120目和升温速率25℃/min下,样品的燃烧稳定性最好。根据Coats-Redfern方法求解燃烧反应动力学参数。燃烧反应动力学分析表明,三种样品的热天平燃烧反应均为一级反应,并得到了实验样品的燃烧反应动力学参数,表观活化能E和指前因子A。贵州褐煤的活化能为100.0～163.6 kJ/mol,三江原煤的活化能为73.4～161.2 kJ/mol,三江煤焦的活化能为68.3～178.1 kJ/mol。     

基于TGA-FTIR联用技术研究ABS树脂的热氧降解行为

采用热失重-傅立叶变换红外光谱(TGA-FTIR)联用技术研究了空气气氛下ABS树脂的热稳定性及热氧降解失重情况。研究了ABS在4个不同升温速率下的失重情况;采用TGA-FTIR联用技术对10℃/min等速升温下ABS失重过程的逸出气体进行分析;采用热分解动力学方法分析ABS的热氧降解过程,计算热分解活化能。结果表明,ABS的TGA曲线有两个失重区间:第一区间是ABS的急剧氧化降解过程,活化能(Ea)为191.8~262.8 kJ.mol-1,第二区间是成炭产物的氧化,Ea约为139.7 kJ.mol-1;升温速率越小,ABS热氧降解速率越慢,交联成炭产物越多,有利于抑制ABS的降解;由FTIR测试和Ea变化发现,热氧降解反应为多步复杂反应,初期时氧化反应和氧化断链同时进行,并以氧化断链反应为主,随着分子链上产生的双键增多发生交联反应,失重率大于80%时开始炭化反应,最终交联炭层发生氧化反应生成CO2。     

芳基乙炔聚合物热分解动力学研究

利用ＴＧ－ＤＴＧ方法研究了聚（ｐ－ＤＥＢ）在氮气和空气气氛中的热分解过程和动力学。实验发现,在氮气中其热分解反应为一步反应,热分解速率较低,热分解４温度随升温速率β的增加而线性增加,在７３０℃下残碳率高达８７％;而在空气中其热分解反应则由多步组成,热分解速率较快,热分解温度低,升温速率对热分解温度影响不大,在６００℃下聚合物已完全分解。在氦气和空气中聚合物的热分解反应均为一级速率对热分解温度不大,     

几种油页岩热重法热解动力学的研究

用非等温热重法考察了五个矿区八种油页岩样品的热解过程,求出了各试样的一级反应动力学参数,提出了试样的热解模型。对比了各试样的热解特征,找出了试样的性质和动力学参数间的关联式:E=17.5+15H/C,lnA=12.6+9.1H/C.实验结果表明,活化能E和频率因子A之间存在着互补关系。考察了升温速率对热分析曲线和动力学参数的影响。     

热分析法与分子模拟技术研究芦丁的热降解机理及其分解动力学

利用热重-微分热重技术测得芦丁在氮气气氛中不同升温速率β下的热分解曲线,使用Achar法、Coats-Redfern法、Kissinger法和Ozawa法4种方法同时进行动力学分析,根据第一步热分解的表观活化能Eα和指前因子A计算推断芦丁在不同温度下的贮存期。研究表明,随着升温速率的提高,芦丁的热分解温度逐渐升高;芦丁三步热分解的机理依次是随机成核与随后生长控制、三维扩散控制、随机成核与随后生长控制,分别对应的函数是Avrami-Erofeev方程、Z.-L.-T.方程和Avrami-Erofeev方程;经Gaussian模拟和热重数据结合分析,芦丁在第一步分解时,失去3个O原子;第二步分解时失去10个O原子;第三步分解时失去烷烃分子链和1个苯环。根据第一步热分解的表观活化能Eα和指前因子A推断,在室温25℃下,芦丁的贮存期为1.5～2年。     

桦甸油页岩热解特性的研究

在热分析仪上进行了桦甸油页岩的热解特性研究,升温速率分别为10℃/min、20℃/min、30℃/min和40℃/min,终温为900℃。实验表明油页岩的热解是分两步进行的。在低温段主要是油页岩中可挥发性的气体溢出引起热解失重;高温段则主要是一些有机质、固定碳的热解过程。低温段的热解是主要的,它基本上热解掉了油页岩重量的15％－27％左右,油页岩挥发分含量很高且具有集中析出的特性,在400℃－530℃区间内可挥发物质迅速热解守比,其在高温段的热解产率很小,只有总重量的10％左右。随着升温速率的增加低温段的高温段热解的区分更加明显,且使油页岩的热解产率提高。文中给出了不同升温速率下的桦甸油页岩热解特性数据和化学反应动力学参数。     

沥青作为中间产物的油页岩热解动力学的研究

本文利用改进的铝甑试验装置,对抚顺油页岩进行了不同终温(380—520℃)下的热解试验,得到了残留母质、沥青、焦油、气体等产物在恒速升温速率为2℃/min下的实验数据。采用包括两个连串一级反应的动力学模型对实验数据进行了处理,求得了有关的动力学参数。最后,对油页岩的热解机理进行了探讨。