芝麻壳的热解特性与动力学分析

为了探究芝麻壳的热解性质,实现芝麻壳热解的有效利用,利用热重分析对芝麻壳进行热解实验研究,考察了其在不同升温速率下的TG和DTG变化,发现芝麻壳的热解分为三个明显阶段,主要失重区间从200 ℃到400 ℃之间,为快速分解阶段,从400 ℃到1000 ℃,反应缓慢,失重率降低。两个主要阶段反应符合一级反应动力学模型,反应活化能分别为23.2726.02 kJmol-1和19.9421.48 kJmol-1,升温速率相同时,低温热解活化能均大于高温热解活化。     

茂名油页岩的热解特性

利用热重分析仪在非等温条件下对茂名两个矿区的四种油页岩进行了热解试验研究,试验中以高纯氮气作为载气,采用不同的升温速率(10、20、40、50、100℃/min)加热到900℃。粒径范围0~0.2 mm。由失重曲线可知,油页岩的热解主要集中在200~600℃的温度区间。最后根据试验数据建立了热解动力学模型,利用阿累尼乌斯直接作图法求得表观活化能(E)和频率因子(A)等动力学参数。     

生物质秸秆热解反应及动力学分析

为了对生物质热解设备进行分析和计算,用热重分析仪分别对稻草和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明:稻草和玉米秸秆的热解特性基本一致,热解过程可以用同一种模型描述;随升温速率的提高,热解最高速率及其对应温度明显提高。氮气气氛下第一阶段的热解较滞后,空气气氛下DTG失重峰均有提前。并利用Coats-Redfern法计算得到了稻草和玉米秸秆在不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究生物质的实际热解过程提供了基本的理论依据。     

传统热源与微波热源热解污泥特性的TG-FTIR分析

为了解不同热源作用下污泥的热解特性,实现污泥的资源化,采用TG-FTIR联用的分析方法对不同升温速率下污泥传统热解的失重特性和产物生成特性进行了研究,并与污泥微波热解对应的实验数据比较,探讨微波热解污泥的主要过程及特点.结果表明:微波热解的热重曲线与100℃/min升温速率的热重曲线相似,与缓慢热解时的3个阶段相比发生一定的交错.碳氢化合物热解过程中的脱羧基作用产生CO2,烷烃热裂解产生CH4,而未挥发的水分、CO2与污泥中焦炭的反应是CO的主要来源.微波热解条件下,微波能强吸收物质活性炭对CO和H2的产生有很大的贡献.     

污泥的热解特性实验研究

采用热重分析仪对城市污水处理厂及造纸厂废弃污泥的热解特性进行了实验性研究,考察热解温度、升温速率和混煤比例等不同操作参数下的污泥失重特性.实验结果发现,污泥热解过程经历了三个阶段:水分挥发阶段,挥发分挥发阶段和固定碳燃尽阶段;污泥与煤混合物的热解速率在固定碳燃尽阶段与单独污泥热解相比较得到了较大的提高;混煤后污泥的活化能与频率因子都有显著的下降.     

升温速度对煤热解动力学的影响

采用非等温热重分析对不同煤化度煤热解进行了试验研究,探讨了升温速度对煤热重曲线和失重速率峰值的影响．由热分析结果确定了煤的热解反应动力学参数,并就升温速度对煤热解动力学的影响进行了探讨．结果表明,通过不同升温速度下的热重实验可以为煤的气化、液化、干馏提供非常重要的信息,并可以为探索煤分子结构,阐述反应机理提供依据．     

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应动力学

研究了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热分析动力学参数.采用热重差热分析法,分别测定了在氮气气氛中5、10、15、20℃/min 4种不同升温速率下的的热降解过程,得到了4条热重和差热曲线,并用Kissinger法对其热降解过程进行了动力学分析.结果表明:提高升温速率,热重曲线向高温方向移动,温度滞后越严重.初始分解温度及终止分解温度更高,温度区间也变宽.升温速率的不同对最终失重率影响不大,最终失重率都在90%以上.随着升温速率的增加,差热曲线峰变高且峰顶温度向高温方向移动.通过Kissinger法分析在不同升温速率下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应的热重差热数据得出反应的活化能为160.9kJ/mol、表观指前因子为27.61、热降解反应级数为0.965 4等动力学参数.     

基于热重分析法的生物质变温热解特性实验研究

生物质是一种重要的可再生能源,热解是生物质热转化利用技术的重要方法之一。采用TA-Q500型热重分析仪对松木在10℃/min,15℃/min,20℃/min,25℃/min四个升温速率下的松木热解特性进行实验研究。研究表明其整体反应温度区间为200～400℃。当升温速率从10℃/min增大到25℃/min后,最大反应速率明显增大,最大反应速率对应的温度提高了14℃,产生了热延迟现象,并且热解特征指数增大了3倍左右。利用Kissinger-Akahira-Sunoes (KAS)方法对热解活化能进行无模型拟合计算,松木热解活化能的平均值为216. 58 kJ/mol。根据所求的活化能值,通过Criado主曲线法对松木热解反应的机理函数进行拟合,松木热解机理主要由随机成核和随后生长模型来控制,在高转化率阶段则转为三阶反应控制。     

印染污泥热解和燃烧特性的对比实验研究

为了研究印染污泥热解和燃烧的特性,利用差热－热重分析实验,对印染污泥的热解与燃烧 特性进行了热重研究,并考察了升温速率对热解和燃烧过程的影响,获得如下结果：印染污泥热解 和燃烧的失重过程,都可分成四个阶段,但它们在２５０℃以后的失重特点有所不同：燃烧过程第三 阶段存在较明显的固定碳燃烧,且由于前一阶段挥发分燃烧放热的作用,使部分失重提前;升温速 率越高,会导致污泥的内外温差增大,从而使热解与燃烧过程中失重峰滞后．因此,印染污泥热解和 燃烧过程的热重特性是彼此关联和有所不同的,对印染污泥的处置有重要影响．     

典型塑料热解规律的研究

对5种典型的单组分塑料即高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙稀(PVC)进行了系统的热分析,得到了5种塑料在氮气环境下,温度为25~800℃,以及不同升温速率条件下的热解规律和热解反应动力学参数,为进一步设计废旧塑料热解处理工艺装置提供了基本数据.     

Thermogravimetric-Mass Spectrometric Study of the Pyrolysis Behavior of PVC

The pyrolysis characteristics of PVC were systematically investigated using a Netzschne TG thermo-balance coupled to a quadrupole mass spectrometer. The pyrolysis conditions were 0.1 MPa of Ar, a heating rate of 10 ℃/min and a final temperature of 1000℃. Both the thermogravimetric properties and the simultaneous evolution of gaseous products during pyrolysis were studied. The TG/DTG results showed that as the pyrolysis temperature increases the weight loss and weight loss rate of PVC increases. Near 412℃ the weight loss rate attained its peak value. At higher temperatures the rate of loss gradually decreases. The gases evolved during thermogravimetric analysis were analyzed by a mass spectrometer, monitoring the relative intensity of HC1, C6H6, light hydrocarbon and chlorine-containing gases The evolution curves showed that HC1, C6H6, light hydrocarbon and chlorine-containing gases all peak at about 416℃. This is consistent with the fact that the weight loss curves also peak at about 412℃. The extensive HCl evolution is consistent with the high chlorine content of PVC. The formation of these gases can be explained by considering these reactions： dehydrochlorination, intramolecular cyclization and the addition of HCl to unsaturated hydrocarbons.     

Non-isothermal Kinetics of Pyrolysis of Three Kinds of Fresh Biomass

The pyrolysis kinetics of three different kinds of fresh biomass （grass： triple A, wheat straw, corn straw） in nitrogen flow were studied by thermogravimetric analysis at five different heating rates. The kinetic parameters of the pyrolysis process were calculated using the method of Ozawa-Flynn-Wall and the mechanism of reactions were investigated using the method of Popescu. It was found that the values of activation energy varied in different temperature ranges. The pyrolysis processes are well described by the models of Zhuravlev （Zh） and valid for diffusion-controlled between 200 ℃ and 280 ℃, by Ginstling-Brounshtein （G-B）, valid for diffusion-control between 280 ℃ and 310 ℃, for first-order chemical reaction between 310℃ and 350 ℃. by Zhuravlev （Zh） valid for diffusion-control between 350 ℃ and 430 ℃ and by the one-way transport model when temperatures are over 430 ℃.     

程序升温下生物质混合物热解过程试验研究

采用美国PE公司生产的Pyris—ITGA热重分析仪对稻壳和糠醛渣的混合物在惰性气氛（N2）条什下进行热解实验研究。结果表明：该生物质混合物热解过程分为水分析出阶段、主要热解反应阶段和继续脱除挥发分阶段;热解过程巾挥发分析出量与混合比比例具有较好的规律性,说明混合物热解具有稳定性,同时混合比对其热解特性有一定的影响;升温速率对混合物的初始热解温度、失重高峰时的温度及热解终止温度均有影响。最后用Coats—Redfern积分法,在反应活跃期计算得到糠醛渣和稻壳混合物热解过程的动力学参数。     

城市生活垃圾各组分焚烧与热解行为研究

采用热重分析法研究了生活垃圾中6种典型组分的热解及焚烧热力学行为，探究了二噁英前驱物PVC与其他垃圾组分间的交互行为。结合计算曲线和实验曲线叠加率的计算以及动力学参数的拟合，定量分析了不同组分对PVC分解的促进或抑制作用。结果表明，在PVC焚烧过程中加入纸片、木屑、硬纸板和PE均能减少二噁英的生成，其中PE抑制二噁英生成的效果最佳。     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性．实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段：水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解．在实验条件下,污泥样品着火温度为277．5℃,燃尽温度为540℃．建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A．     

稻壳热解特性及其动力学研究

研究不同粒径的稻壳以及其在不同的升温速率下的热解特性。从TG和DTG图上可看出,粒径为0．88～0．38mm的稻壳的失重率（约60％）最大,粒径在0．08mm以下的失重率最小（约55％）;随着升温速率的增加,TG和DTG曲线向高温侧移动,热流率逐渐增大,最大失重速率对应的温度升高,而最大失重速率降低。采用FWO法和Popescu法计算了稻壳热解的动力学参数并确定最佳机理函数。     

管式硅基裂解膜的制备

研制出一种高选择性的管式硅基裂解膜;并报道了这种膜的制备方法．这种膜是由分子规则排列的硅树脂材料经裂解制成,对Ｈ２渗透系数达１０４Ｂａｒｒｅｒ,Ｈ２／Ｎ２分离因子１６．８,其选择透过性能优于常规的有机膜和无机膜,也优于由分子无规排列的硅树脂所制成的裂解膜．这种膜制备方法简单、价廉、重现性好．     

城市污泥燃烧特性及动力学研究

为研究污水厂污泥的燃烧特性及动力学规律,采用热重-差式扫描(TG-DSC)同步热分析仪对空气干燥污泥在空气流中进行燃烧实验,通过TG和DTG曲线对污泥的燃烧行为进行分析,针对观察到的新的现象,对热失重过程作了新的划分.实验结果表明,污泥的失重过程可分为水分析出阶段、污泥热解阶段、半焦热解到半焦起始燃烧的过渡阶段、半焦快速燃烧阶段以及矿物质分解阶段.升温速率较高时,半焦起始燃烧反应在时间上有所滞后,着火时温度较高,导致燃烧速度较快,失重率也较高.采用积分法进行动力学分析,求解出了燃烧过程主要阶段的化学反应动力学参数.