农业废弃物稻壳快速热解动力学研究

针对前期采用沉降炉对农业废弃物稻壳高温快速热解的试验结果,提出动力学模型,求出稻壳快速热解反应动力学参数,并对试验过程进行了模拟.计算结果与实测值吻合良好,表明建立的稻壳高温快速热解动力学模型合理.     

预测生物质热解动力学参数的随机森林模型

基于大量已发表的生物质热解实验数据,采用数值方法拟合全局反应热解模型的动力学参数,建立生物质热解的训练和验证数据库,并利用随机森林算法研究生物质热解动力学参数与生物质种类和加热条件之间的非线性关系,发展预测生物质热解动力学参数的随机森林模型. 训练和验证的结果显示：随机森林模型能够较好地预测训练数据库中的生物质热解的动力学参数(R²>0.92),并能够准确预测验证数据库中的多种生物质的热解过程(R²>0.93). 此外,变量重要性分析结果显示：纤维素质量分数对于反应级数和活化能影响较大,木质素对于反应级数的影响最大. 加热条件对于活化能的影响可以忽略,但是对指前因子和反应级数的影响显著.     

木糖醇发酵动力学研究

根据通用的分批发酵动力学模型，建立了莫格假丝酵母由木糖转化为木糖醇的发酵动力学模型，用遗传算法估算反应动力学模型参数。计算结果表明，该模型能较好地与实验结果相吻合。     

糠醛渣与稻壳共热解的研究

通过糠醛渣和稻壳的共热解进行热重分析试验，发现主要热解温度区间明显的分为两个阶段，表现出不同的热解机理；共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。在热解反应活跃区间建立与糠醛渣和稻壳共热解特性相适应的分段分级热解动力学模型，计算得到热解动力学参数。最后应用Newton—coats数值求积方法对模型进行验征，并与试验曲线进行对比，结果表明该模型具有较强的可靠性和实用性。     

轻燃料油催化裂化生焦动力学模型的研究

在小型固定流化床反应装置上进行轻燃料油催化裂化反应实验，经参数估计确定了生焦动力学参数，建立了轻燃料油催化裂化反应生焦动力学模型．通过对动力学参数与原料组成进行线性关联，改进了模型计算精度．     

一种利用结构响应进行机械结构建模的方法

为了建立机械结构系统的动力学模型，提出了一种新的建模方法，本文重点研究了该方法中的两个基本部分：（１）根据结构响应数据，求算结构系统等效动力学模型中各动力学参数等效值的待定参数法；（２）为了提高识别精度，对动力学参数进行优化的方法，然后通过试验，验证了这些方法的可行性。     

生物质的多组分热裂解动力学模型

热重试验结果表明组分不同的生物质的差分失重曲线存在明显差异,用传统的单组分热裂解动力学模型不能解释此现象,结合生物质的组分建立相关的动力学模型来阐述这种差异.花梨木由于其较高的半纤维素质量分数使得纤维素和半纤维素的热失重峰出现明显分离,导致其差分失重曲线在到达失重率最大值前存在一个明显的"肩状峰", 而水曲柳和杉木的半纤维素质量分数相对较低使得差分失重曲线较为光滑.基于生物质的组分独立热分解的假设建立了多组分反应动力学模型,并依据花梨木的试验数据得到了优化后的纤维素、半纤维素和木质素的热裂解动力学参数.利用该模型对杉木和水曲柳的热失重行为进行模拟,得到了与试验结果较为吻合的计算结果.     

透明质酸分批发酵的动力学模型

透明质酸是一种具有特殊生理功能的高分子多糖，在医药和化妆品工业中有着广泛的用途。以兽疫链球菌为生产菌株，葡萄为碳源，在２．５Ｌ小型发酵罐上对发酵过程的动力学进行了研究，利用功能单元理论建立了以碳源为限制性底物的动力学模型。采用计算机对实验数据进行的计算，拟合出模型参数；对模型的适用性进行考察，证明了该模型。采用计算机对实验数据进行的计算，拟合出模型参数；对模型的适用性进行考察，证明了该模型有较宽的     

预测生物质热解动力学参数的随机森林模型

基于大量已发表的生物质热解实验数据,采用数值方法拟合全局反应热解模型的动力学参数,建立生物质热解的训练和验证数据库,并利用随机森林算法研究生物质热解动力学参数与生物质种类和加热条件之间的非线性关系,发展预测生物质热解动力学参数的随机森林模型.训练和验证的结果显示:随机森林模型能够较好地预测训练数据库中的生物质热解的动力学参数(R20.92),并能够准确预测验证数据库中的多种生物质的热解过程(R20.93).此外,变量重要性分析结果显示:纤维素质量分数对于反应级数和活化能影响较大,木质素对于反应级数的影响最大.加热条件对于活化能的影响可以忽略,但是对指前因子和反应级数的影响显著.     

预测生物质热解动力学参数的随机森林模型

基于大量已发表的生物质热解实验数据,采用数值方法拟合全局反应热解模型的动力学参数,建立生物质热解的训练和验证数据库,并利用随机森林算法研究生物质热解动力学参数与生物质种类和加热条件之间的非线性关系,发展预测生物质热解动力学参数的随机森林模型.训练和验证的结果显示:随机森林模型能够较好地预测训练数据库中的生物质热解的动力学参数(R20.92),并能够准确预测验证数据库中的多种生物质的热解过程(R20.93).此外,变量重要性分析结果显示:纤维素质量分数对于反应级数和活化能影响较大,木质素对于反应级数的影响最大.加热条件对于活化能的影响可以忽略,但是对指前因子和反应级数的影响显著.     

纤维素热裂解过程动力学的试验分析研究

尽管针对纤维素热裂解动力学方面的研究已开展得比较广泛 ,但其表观动力学的确定仍是一具有争论性的问题 ,从而对纤维素热裂解机理的描述也就各不相同 .本文试图通过纤维素的热裂解动力学研究 ,对此种现象作出合理的解释 ,并给出相应的机理描述 .纤维素热裂解随温度的升高经历了五个不同的阶段 ,其中第三阶段是整个过程的主要部分 ,期间大量挥发分析出并造成明显失重 .试验发现随着升温速率的增加 ,热滞后现象的加重致使纤维素热裂解各个阶段向高温侧移动 ;同时高升温速率对炭的生成具有抑制作用 ,但有利于挥发分的生成 .通过对热裂解主反应区的热重分析 ,采用微商法求得对应的反应动力学参数 ,以 6 0 0 K作为分界点 ,低温段的活化能约在2 6 7k J/ m ol,较高温度段则体现为 174 k J/ mol左右的低活化能 .纤维素热裂解是一传热传质现象 ,与化学动力学机制相互影响、控制的过程 ,试验条件、传热传质过程的影响是造成结论存在差异的内在原因     

改性介孔分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的影响

采用热重分析,考察了不同硅锌比和晶化温度条件下制备的分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的催化作用效果.结果表明:在Zn-MCM-41催化作用下,纤维素热解温度降低,最大失重速率和失重率增加;硅锌比、晶化温度对纤维素热解影响明显;随硅锌比的增大,纤维素的最大失重速率和失重率呈现先升后降的趋势,当硅锌比为50时达到最大值;随晶化温度的升高,纤维素的最大失重速率和失重率同样呈现先增后减的趋势,当晶化温度在110~120℃范围时为最大值.利用Ozawa动力学模型描述纤维素催化热解过程,表明Zn-MCM-41的存在改变了热解反应途径,表现出反应活化能的增加;制备Zn-MCM-41的最优条件是硅锌比50∶1,晶化温度120℃.     

生物质组分热裂解动力学研究

为了更加深刻地了解生物质的热裂解机理，应用范氏组分分析法测定生物质各组分的质量分数，并对组分分离后的残渣进行热重分析，以得出组分在生物质热裂解中所起的作用.实验发现脂肪、蛋白质等萃取物热裂解行为类似于木质素，但反应速率较高.所有生物质中的纤维素热裂解行为表现一致，但不同生物质中的木质素因物理化学结构很不一致而导致了热裂解行为的差异，在动力学研究中不能使用木质素质量分数较大的样品替代其他种类生物质的木质素进行热裂解行为研究.     

超细与常规煤粉的热解特性及其热解机理的研究

结合积分法和微分法,由热解曲线和动力学方程出发,得到了适合不同粒度的大同烟煤和元宝山褐煤的热解机理,上述煤种热解反应都遵循Zhuralev,Lesok in和TemPelm an三维扩散方程;同时对大同烟煤和元宝山褐煤不同粒度的煤样的热解特性进行研究,由实验数据得到了热解反应动力学参数,为进一步研究超细和常规煤粉的着火、燃烧提供了理论基础.     

准东煤热解动力学单一扫描速率法应用局限性

为提高单一扫描速率法在煤热解领域的实际应用有效性,以3种不同升温速率下准东原煤样品的热解失重数据为研究对象,应用单一扫描速率法进行动力学计算,分析分段观点和失水脱气阶段失重对计算结果的影响,探讨能否得到准确且唯一的动力学3因子以及动力学3因子是否具有明确的理论意义等几个问题.结果表明:在分段方面的不同观点对高匹配度模式函数的类别及Arrhenius参数均具有显著影响,连续转化率观点下得到的表观活化能E明显低于独立转化率观点下的;当采用连续转化率观点时,排除失水脱气阶段的失重不仅影响其他阶段的区间划分,还将使E值降低;结合积分和微分法,在3个不同升温速率下分别匹配这两种方法,也不能获得准确且唯一的动力学3因子,因此动力学3因子的理论意义是有限的;失重数据的预处理方法和模式函数的选择,对于动力学参数的评价和交流是十分必要的,以动力学3因子解释热解机理时要十分谨慎.     

超临界水氧化甲醇的动力学模型

为了研究超临界水氧化有机污染物的反应动力学，采用甲醇作为超临界水氧化的研究对象，根据超临界水氧化甲醇的反应机理，运用质量守恒原理和似稳态假定，建立超临界水氧化甲醇的动力学模型。用实验数据关联动力学模型，得出超临界水氧化甲醇的反应速率常数，再用建立的动力学模型计算出甲醇的转化率和甲醛、CO和CO2的产率，并与实验值进行比较。结果表明，计算值与实验数据能较好地吻合。     

分段法研究兴隆庄煤热解反应过程动力学

为克服传统方法在研究煤热解动力学中的不足,提出分段法作为对其进行研究的新方法.以兴隆庄煤为例,根据分段法的思想并结合其热解过程曲线的特点,把整个热解过程的温度区间分为3个阶段.并针对3个阶段的特点分别建立了界面化学反应控速模型、生成物固体体积不变的内扩散控速模型、生成物固体体积收缩的内扩散控速模型来对实验数据进行拟合.结果表明,所建立的动力学模型能得到良好的拟合效果,并最终确定出了各阶段的相关动力学参数.使用分段法能很好地描述兴隆庄煤热解过程动力学,为进一步的数值模拟及扩大生产过程提供了理论指导.     

废轮胎裂解塔内加热盘面的传热传质模型

针对一种新型立式废轮胎裂解塔，建立了塔内橡胶小块沿盘面运动的传热传质模型，并给出
了塔内关键性能参数如料环高度、盘面积料及停留时间的计算公式。应用颗粒传热扩散理论及橡胶裂解动
力学方程，给出了裂解塔内每道料环的出料温度及橡胶裂解率的迭代计算公式，并从理论上给出了裂解塔
的最大处理量。应用该模型对一台中试装置进行了理论计算，计算结果与实验结果吻合较好。     

流化床生物质气化动力学模型建立

在生物质气化建模中有两种模型研究方法,一种是热力学模型,一种是动力学模型。动力学模型以反应动力学为基础,能真实地反映气化炉内的气化过程,并且对最终生物质气化气成分的预测较为准确,从而能够保证找到一组最佳气化条件(气化温度、气化剂当量比等),使得生物质气化过程达到最优。本文借鉴煤气化动力学建模的启发,在综合考虑平衡模型和动力学模型优点之上,探讨了一种包括热分解、气化以及可能存在的二次反应三个过程在内的整体生物质气化动力学建模方法。     

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．