废旧电视机塑料外壳热解过程的热重动力学分析

对废旧电视机塑料外壳进行红外光谱分析,得出塑料的主要成分为聚苯乙烯;用热重法研究了其热解反应动力学,确定了动力学参数,得出废旧电视机塑料外壳热解反应大体可以分为3个阶段：低温阶段（质量损失率10％～20％）、中温阶段（质量损失率30％～70％）及高温阶段（质量损失率80％～90％）。低温阶段废旧电视机塑料外壳的活化能在150kJ·mol^-1左右,可认为是零级反应;中温阶段其活化能在200kJ·mol^-1左右,可认为是一级反应;高温阶段活化能显著增大,而且随着质量损失率的提高,反应偏离一级反应的程度越大。     

煤与生物质热重分析及动力学研究

利用热重分析仪对稻秆、麦秆、木屑和煤单独及混合热解特性进行了研究。通过对不同混合比例热解与单独热解对比表明,混合热解中不同生物质起始热解温度、生物质挥发分最大析出温度、煤挥发分最大析出温度随着煤混合比例的变化呈规律性变化。对混合热解实验数据与单独热解参数按混合比例后特性参数分析表明,混合热解导致固体产物产率提高。实验通过对稻秆两种方式的脱灰及脱挥发分处理后混合热解分析,脱挥发分稻秆与脱灰分稻秆对煤的热解都起到了促进作用,证明了生物质中的碱/碱土金属能促进煤在较低温度下热解,硅元素对热解速率起抑制作用。推测生物质与褐煤的共热解中存在协同作用。     

生物质型煤在固硫剂条件下的燃烧特性研究

本文研究了生物质型煤在不同Ca/S比和不同生物质加入量下的燃烧特性,并进行了动力学分析.结果表明,固硫型煤的TG,DTG曲线变化趋势相似,都出现两个明显的失重峰挥发分析出阶段和煤焦燃烧阶段.一般在310-320℃范围内挥发分析出达到最大,在520-530℃范围内,煤焦燃烧失重速率最大.由于固硫反应的增重和型煤燃烧的失重的相对变化,导致第二个失重峰变化比较平缓,且失重温度范围较宽.不同Ca/S比的样品试验结果相比,Ca/S=2样品的最大失重点温度要比Ca/S=1.5样品的最大失重点温度要低;同一Ca/S比下,随着生物质量的增加,相应失重峰的峰值增加,最终失重百分比增加.通过动力学分析,生物质型煤在固硫剂条件下的燃烧反应服从燃烧动力学的基本方程表征的规律,对于不同的温度阶段可用不同的一级反应来描述.     

不同烟碱盐的热失重特性及动力学分析

烟碱盐合成及应用是新型烟草制品配方开发中的关注热点,烟碱盐的热稳定性直接影响烟碱释放和烟草制品的感官质量。本文利用热重分析技术分别考察了氮气和空气气氛下六种烟碱盐的热稳定性,分析了不同烟碱盐热失重特性差异,并基于单一升温速率的Coats-Redfern法获得了不同烟碱盐的热失重动力学模型及参数。结果表明：(1)各烟碱盐的热失重行为差异明显,热稳定性表现各异。草酸烟碱盐和没食子酸烟碱盐的起始分解温度及完全分解温度均相对较高;同时最大失重速率也相对较大,半峰宽较窄,热分解过程较为剧烈。磷酸烟碱盐最大失重速率最低,半峰宽最宽,热分解过程最为缓和,在热解温度为450℃时的失重率约为60%。(2)六种烟碱盐热分解动力学的最适反应机理模型不一,动力学参数也存在一定的差异,两种气氛下活化能值分别介于40.76～160.19和52.27～392.11 kJ·mol^-1之间,指前因子范围为6.26×10³～6.78×10¹⁷ 和2.76×10³～4.54×10⁴¹ min^-1     

不同生物质热解特性及气体产物释放规律研究

研究了竹屑、棉籽壳和棉秆三种生物质的热解特性及差异。采用热重质谱联用技术,对比并分析了三种生物质原料在热裂解中气体产物(CO、H_2、CH_4、CO)随温度变化的释放规律。结果表明:相比于棉籽壳和竹屑,棉秆的失重率最大约为84%。其次,由热解阶段的产物可知,虽然棉秆在热解时的气体离子流(CH_4和CO_2)释放强度高于棉秆和棉籽壳,但是对于生物质混合气体(H_2和CO)的离子流强度,竹屑的离子流强度高于棉秆和棉籽壳。最后,在热解性能方面,挥发分初始析出的温度和热解特性指数的大小排列结果一致,均为竹屑棉籽壳棉秆,其表观活化能分别48、52和66 kJ/mol,这与热重实验结果一致,在相同条件下竹屑的热解性能最好。     

基于分布活化能模型法的农林生物质热解动力学对比研究

采用热重质谱（TG-MS）联用技术,考察杏壳、小麦秸秆与杨树木屑等典型农林生物质的热解行为及动力学。结果表明,组分差异使得三种生物质在主要反应区间内（200–450℃）表现出不同的特征。采用等转化率法计算发现,杏壳平均活化能为188.22 kJ/mol,秸秆平均活化能为220.77 kJ/mol,木屑平均活化能为175.87 kJ/mol。利用分布活化能模型（DAEM）法计算生物质中各组分的平均活化能,发现三种生物质中存在平均活化能较高的第四组分（杏壳297.44 kJ/mol、秸秆284.35 kJ/mol和木屑309.96 kJ/mol）,而半纤维素与纤维素呈现“秸秆<杏壳<木屑”规律。各类动力学计算方法能够互为补充,等转化率方法的整体计算结果与单组分分布活化能模型法结果接近,方法更简便,而分布活化能模型法可以求得原料不同组分的动力学参数,弥补等转化率法的不足,综合使用可以形成对热解反应更为全面的认识。     

生物质洁净能源研究中的流化床动力学模型

分别对最小流化床、鼓泡流化床和腾涌流化床及相应的全混模型、鼓泡模型、气泡汇集模型等加以综述,分析其优缺点,并在此基础上提出动力学模拟研究的新思路.根据流化床内在的本质--流化态的不同,将流化床分为最小流化床、鼓泡流化床和腾涌流化床三种.总结了前人针对各种流化床提出的全混模型、鼓泡模型、气泡汇集模型等思想,建议今后可以在以下几个方面进行深入研究: ⑴使得模型更有普适性.⑵由于气泡有效直径尚不能在理论上求得,可以在理想气泡直径变化公式的基础上,加入非线性化学的计算.⑶确定不同情况下的参数,使得工作更有延续性,也使得模型更加具有生命力.⑷从高压的角度去进行模型的计算,并得到相应的试验数据支持.     

生物质化学组分在空气和合成气下的热重行为研究

在热重分析仪上,分别在空气和合成气气氛下,对生物质三种化学组分（纤维素、半纤维素和木质素）的热重行为进行了研究,考察了两种不同气氛下生物质及其三种组分的热化学转化温度区间分布;同时通过合成样品（以不同比例混合的三种组分的混合物）热重曲线的实验值和理论计算值的对比分析,考察了生物质化学组分在不同气氛下热重行为的相互作用。结果表明,在空气和合成气气氛下生物质各种化学组分发生热化学反应从难到易的顺序为木质素 > 纤维素 > 半纤维素,这是由其不同的化学结构决定的,但不同气氛下各组分的具体热重行为存在一定差别。在合成气气氛下木质素及半纤维素在与纤维素的共热解过程中存在明显的协同作用,而在空气气氛下半纤维素及纤维素在与木质素的共燃烧过程中存在一定的协同作用,这与各组分在不同气氛下所处的热化学反应温度区间具有一定的关系。     

聚甲醛的热重分析研究

由均聚和共聚甲醛在氮气和空气中的热重分析曲线，探讨了聚甲醛的链结构和聚甲醛的各种降解方式同热失重的关系，并利用Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｅｒｎ方法计算了共聚甲醛在空气中的动力学参数，对聚甲醛的热稳定性作了讨论．     

生物质热解、加氢热解及其与煤共热解的热重研究

在加压热天平上用非等温热重法进行生物质（锯末、稻壳）在Ｎ２气氛下的热解和加氢热解研究。考察了升温速率（５～２５℃／ｍｉｎ）和压力（０．１～７ＭＰａ）的影响，求取了热解动力学参数，并研究了生物质与煤在常压Ｎ２气下的共热解过程。研究结果表明：生物质在４００℃左右即完成热解反应，总失重率大于７０％（Ｗ％，ｄａｆ．），热解时仅一个峰位于３００℃左右；与煤热解行为相同，随升温速率及压力的升高，转化率下降，ＤＴＧ峰移向高温，但由于热解反应在较低温度下进行，氧气的存在对生物质热解ＴＧ和ＤＴＧ的影响远小于煤热解。证明生物质热解以其内部氢对自由基的饱和及分子重排反应为主。生物质热解可用一级反应动力学处理，主要热解阶段及表现活化能分别为：锯末，２６７～３１４℃，６９．６６ｋＪ／ｍｏｌ；稻壳，２８３～３１０℃，５３．４５ｋＪ／ｍｏｌ；生物质由于与煤的热分解温度相差很大，因而在其共热解过程中无协同作用。     

生物质在流化床中的热解和气化研究

在水蒸气及氮气流态化条件下 ,对不同生物质原料进行了热解气化实验 ,研究气体产物产率、成分随反应温度的变化规律。在一个常压鼓泡流化床实验台上 ,对五种生物质原料热解气化综合过程的气体产物产率及成分进行了测定。文中重点分析了原料SD2 0 1 (EucalyptusGlobulus锯末 )与SD2 0 2 (PinusRadiata锯末 )在水蒸气及氮气流化和不同温度条件下的热解气化特性 ,同时还分析了两种流化介质条件下生物质热解气化实验结果的差别。     

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。     

流化床中生物质热解气化的模型研究

对水蒸汽和氮气流化条件下，流化床内生物质热解气化生成的纯煤气产率及低位热值随反应温度的变化特性进行了研究。在五种生物质原料实验数据的基础上，进一步研究了流化床内生物质热解气化生成气体产物的反应动力学模型，得到了纯煤气产率和热值的计算公式，并推荐了循环流化床条件下生物质热解的计算方法。     

烧结程度对CaO固硫反应转化率及动力学参数的影响

The conversion and kinetic parameters of desulfurizors of CaO of different particle agglomeration degree are investigated with themogravimetric method (TG). The results showed that the CaO particle agglomeration degree increases when CaO calcined temperature or time increases. The dusulfurizors that have higher particle agglomeration degree have low conversion in the desulfurization reaction. The kinetic behavior of desulfurization can be explained by a grain model. The activity energies of suface reaction (Ea) and of product layer diffusion (Ep) were determined by using the grain model. The overall rates of desulfurization are controlled initially by surface chemical reaction, and then shift to product layer diffusion control. The activity energy of surface reaction (Ea) enhances when the CaO particle agglomeration degree increases.     

高硫强粘结性煤与生物质共热解的研究

用 5种高硫强粘结性煤与 2种生物质在 1kg h回转炉内共热解 ,对产品产率、煤与生物质中硫和氮的热解脱除、焦炭的光学组织进行了研究。结果表明 ,初次焦油的生成率和二次裂解率随热解温度的变化可分别用正态分布函数和韦布尔分布函数模拟 ;生物质可阻止强粘结性煤热解过程中颗粒之间的粘结 ,得到粒状焦炭 ;生物质热解生成较多的H2 ,有利于煤中硫和氮的脱除 ;随着温度的升高、煤粒度的减小和煤变质程度的降低 ,热解脱硫和脱氮率增大 ;煤热解产生的中间相与生物质之间的物理化学作用阻碍光学各向异性组织的形成和发展。     

氧化锌脱硫中氢和氧的双气氛效应及动力学研究

用热重法研究了氧化锌脱硫中氢氧的气氛效应以及氢氧共同存在下氧化锌脱硫的微观动力学行为。实验温区为200 ℃～320 ℃，氧化锌粒度为100目～120目。研究结果表明，在0%～40%的体积浓度范围内，氢可促进脱硫反应进行；氧则由于会引起氧化锌表面析硫使得脱硫过程随其浓度的变化复杂化。氢氧双气氛下，氧化锌脱硫动力学行为可用改良收缩核模型进行描述，表面反应活化能和固体扩散活化能分别为14.96 kJ/mol和46.77 kJ/mol。     

2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪的合成及其与双酚A型环氧树脂的固化行为研究

合成了一种含三嗪环结构的环氧树脂固化剂2,4,6-三(羟基苯甲基氨基)-均三嗪(MFP).用动态DSC和原位红外光谱对MFP/DGEBA(双酚A型环氧树脂)体系的固化行为进行了研究.动态DSC研究表明,由于MFP分子结构中存在两种活泼氢(酚羟基氢和仲胺氢),固化反应存在明显的两个峰,相对应的表观活化能分别为70.5 kJ.mol-1和86.5 kJ.mol-1(Kissinger法),通过与另一相似化合物固化DGEBA的比较可知,在MFP固化DGEBA的过程中,酚羟基与环氧基反应相对较难.原位红外动力学结果很好地支持了上述结论.     

混合溶剂超临界萃取大柳塔煤的研究

在一半连续装置上考察了以甲苯为主体的混合溶剂在超临界状态下对神府煤田大柳塔煤的萃取结果，得到了萃取物和气体生成速率随温度的变化关系，并与甲苯为溶剂时的萃取结果作了比较。实验结果表明，萃取过程中萃取物生成速率随温度的变化与煤热分解时失重速率变化相似。煤在各溶剂中的膨润比与其对应的萃取转化率无明确的相关关系。动力学处理结果表明，甲苯及其混合溶剂对大柳塔煤的萃取过程在宏观上都可分两段用二级反应来描述，其分界点在３３０℃左右。低温区表观活化能为２～２８ｋＪ／ｍｏｌ，高温区为１２０～１８５ｋＪ／ｍｏｌ。     

二乙基二烯丙基氯化铵均聚及其与丙烯酰胺或丙烯酸共聚动力学研究

采用膨胀计法研究了以过硫酸铵为引发剂,二乙基二烯丙基氯化铵(DEDAAC)在水溶液中的均聚及其与丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)共聚动力学,测定了相应的聚合表观活化能;采用元素分析法测定了DEDAAC分别与AM和AA在低转化率下共聚物的组成,并采用氯离子选择性电极法测定了DEDAAC-AM共聚物中的氯离子含量,按Kelen-Tudos方法求得了相应的竞聚率.结果表明,DEDAAC均聚速率方程为RP=k[M]0.99[I]0.76,表观活化能Ea=77.00kJ/mol,说明链终止为单基终止和双基终止并存,引发过程与单体浓度无关;DEDAAC与AM在摩尔比为4∶1时,共聚动力学方程为RP=[M]2.53[I]0.90,表观活化能Ea=67.06kJ/mol,单体竞聚率为rDE=0.31±0.02、rAM=5.27±0.53;DEDAAC与AA在摩尔比为4∶1时,共聚动力学方程为RP=k[M]2.94[I]0.83,表观活化能Ea=70.07kJ/mol,竞聚率为rDE=0.28±0.03、rAA=5.15±0.28;DEDAAC与AM和AA等共聚为非理想共聚,得到的产物均为无规共聚物.