热重法测试滴灌带中炭黑含量的方法研究

采用热重法测试了滴灌带中炭黑含量,分析了滴灌带中各原材料的热重情况,对比热失重法测试结果,得出了热重法优选的试验参数及条件为：试样量约为10 mg,惰性气氛下30 mL/min的气体流速由室温以20 ℃/min的速率升温至500 ℃,并在该温度下恒温10 min,再以20 ℃/min的速率升温至900 ℃;热重法具有方法可操作性强,节能环保的优点,但热重法相对于热失重法测试结果相对标准偏差大,测试结果离散性相对较大。     

煤气化细渣预热脱碳工艺燃烧特性研究

煤化工气化工艺会产生大量气化细渣,其含碳量高、烧失量大,不符合建筑掺混原料国家标准和行业标准,产量巨大的气化细渣因缺乏有效的规模化消纳方式,成为现阶段制约煤化工企业可持续发展的重要因素。通过对一种低挥发分低热值燃料恒温预热-脱碳装置的预热脱碳工艺进行机理研究,利用热重试验平台进行恒温热重试验,对低挥发分、低热值燃料恒温预热-脱碳装置内部燃烧过程进行模拟,以对比分析不同预热温度、不同燃烧气氛下粒径分级气化细渣的燃烧特性。研究发现,通入氧气后,气化细渣样品迅速发生氧化反应,900℃、10%O_2下燃尽时间在6.6～9.4 min, 900℃、21%O_2下燃尽时间在3.7～5.6 min,因此在保证NO_x排放量在规定范围的条件下,可适当提高窑内燃烧区氧浓度以缩短燃尽时间。随预热温度的升高,同粒度分级的气化细渣样品的平均质量变化速率增大,燃尽时间缩短,预热温度的提高可改善气化细渣的燃尽特性,在设备安全运行下可适当提高燃烧区温度以更快燃尽。不同燃烧气氛、不同预热温度下,随气化细渣粒度增大,失重量增大,燃尽时间延长,平均质量变化速率递减,该"预热-脱碳装置"可根据物料粒度合理调整物料停留时间实现充分燃尽。     

垃圾衍生燃料燃烧历程的试验研究*

采用热重、质谱和红外测试等热分析技术,对垃圾衍生燃料(RDF)在不同气氛、不同升温速率、不同氧化钙和无烟煤掺量条件下燃烧过程的失重特性进行了研究。结果表明:(1)垃圾衍生燃料的燃烧过程包含四个阶段,第一阶段为自由水的蒸发过程;第二和第三失重段在空气气氛下表现为纤维类和橡胶等物质的裂解与燃烧,在氮气条件下体现为裂解;第四阶段为固定碳的燃烧及燃烧中间产物的分解过程。(2)空气气氛下的失重速率高于氮气气氛。(3)氧化钙和无烟煤的掺入可以提高RDF的着火温度、延缓燃尽时间。     

十溴二苯乙烷阻燃SBR热失重行为研究

利用热重法(TG)和微商热重法(DTG)研究了以十溴二苯乙烷为阻燃剂的阻燃丁苯橡胶在氮气气氛和空气气氛中的热降解失重行为。结果显示,在氮气气氛下,试样SBR/DBDPE和SBR/DBDPE/Sb2O3都只有一个重合在一起的热失重台阶;而在空气气氛下,试样SBR/DBDPE和SBR/DBDPE/Sb2O3均有三个热失重台阶,分别是DBDPE与Sb2O3反应、丁苯橡胶受热分解、成炭物受热分解;通过不同氛围下TG和DTG比较可以看出,裂解气氛不同可以显著地影响样品的热裂解过程,氮气气氛下的失重速率明显小于空气气氛下的失重速率,在氮气氛围下,样品的热分解主要发生在200~500℃,500℃以后热失重缓慢,且三组试样固体残留物的量分别为32.7%、29.6%、32.8%;而在空气氛围下,样品的热分解均主要发生在300~600℃,600℃以后热失重缓慢,且三组试样固体残留物的量为7%、2.1%、5.5%,固体残留量减少。     

热分析法评估PE的热氧老化寿命

采用啤酒盖垫片专用聚乙烯(PE)粒料,利用热分析技术分别在空气和氮气气氛下对PE粒料进行了研究。结果表明,空气气氛下PE样品在主链大分子分解前有一个明显的氧化失重阶段,这是PE材料中甲基支链、烷基支链和碳碳双键等易氧化组分的氧化分解阶段,失重率约有6.64%。分别在350、340、330、320、310℃下对PE样品进行恒温,研究温度与氧化失重的时间关系。并最终通过经典老化寿命方程推测常温下PE易氧化组分氧化失重50%时的寿命约为33 a。     

热重法测定聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）树脂中的炭黑含量

PBAT在氮气气氛下会发生热裂解,产生大量的裂解碳,对炭黑含量的测定存在较大的干扰。利用热重分析法,对PBAT树脂中的炭黑含量进行测定,需要设定特定的温度程序,排除裂解碳的干扰,才能够较为准确地获得PBAT树脂中炭黑含量的结果。结果表明,热重法测定PBAT树脂炭黑含量的试验方法能获得良好的准确率和重复性。     

水泥熟料中残碳的分析研究

通过差热失重测试、化学分析、热红联用测试等手段研究了多个水泥熟料样品中的残留的碳元素,总结了近期水泥熟料中残碳的检测研究,找到了一种可行的、准确的残碳检测方法,分析了不同烧失量熟料中的碳含量,区分了有机碳和无机碳存在形态。结果表明,熟料随着温度的升高有明显的吸热而无明显的放热,说明存在有机碳的可能性较小;微量碳元素的测试结果显示熟料中总碳含量较少,其数量级为0.01%～0.1%,有机碳更少,其数量级为0.01%,影响熟料烧成热耗在＜4.18kJ/kg范围内;研究还显示熟料的烧失量与碳元素的含量不存在正比关系。     

利用TG-FTIR系统研究氧气浓度对污泥干化焚烧的影响

利用TG-FTIR系统,分析了污泥在升温过程中的质量变化,以及氧气浓度对失重过程和气体释放的影响.研究结果表明:污泥的失重过程可分为四个阶段,即水分蒸发-有机质挥发和分解-有机质分解和燃烧-碳燃烧;氧气浓度越大,有机质挥发和分解速率越大;本次实验中氧气浓度为17.65％的气氛下,污泥中有机质能够完全分解或燃烧,释放的气体量最大;在氧气浓度为6.67％和12.65％的气氛下,污泥中的部分有机物并不能完全分解和燃烧.     

深度空气分级下混煤未燃尽碳与NOx协同优化数值模拟

为探究掺混方式及配风方式对混煤燃尽率和NO_x排放量的影响,以一台660 MW四角切圆锅炉为研究对象,开展混煤燃烧过程未燃尽碳和NO_x排放的协同优化数值研究。结果表明,在深度空气分级条件下,未燃尽碳主要受停留时间、掺混方式、配风方式等因素共同影响;合理搭配掺混方式和配风方案可降低混煤未燃尽碳水平和炉内NO_x总生成量,达到两者的协同优化。与炉外掺混相比,炉内掺混更加灵活,可通过优化低挥发分煤的燃尽程度来改善混煤整体的未燃尽碳水平。在炉内掺混方式下,均等配风将低挥发分煤置于上部燃烧器或正宝塔配风将低挥发分煤置于下部燃烧器,均有利于低挥发分煤的燃尽;而将高挥发分煤置于上部燃烧器更有利于NO_x减排。综合考虑混煤未燃尽碳和NO_x排放特性,将高挥发分煤置于上部燃烧器且采用正宝塔配风可为下部低挥发分煤的燃烧提供相对充足的氧量,提高低挥发粉煤的燃尽率,降低混煤未燃尽碳水平;上部高挥发分煤析出的挥发分中含有大量含氮中间产物HCN,可将已生成的NO_x还原,有利于降低炉内混煤NO_x生成量。     

氧化铕/高密度聚乙烯复合物热性能研究

本文通过热失重方法、差示扫描量热法研究了氧化铕对HDPE热氧分解行为的影响及复合物的热动力学。研究表明:添加氧化铕后,HDPE在空气气氛下的5%失重温度可大幅提高;热分解动力学分析表明,Eu2O3/HDPE复合物热分解反应为一级反应,氧化铕的加入使得HDPE热氧分解的表观活化能增大。添加氧化铕并不会影响HDPE的主链的无规断链反应,说明氧化铕对HDPE的热氧稳定作用与氧有关。     

煤泥与玉米芯混燃过程TG-MS研究

为了研究煤泥与玉米芯的混燃特性,利用热重-质谱(TG-MS)联用技术研究了煤泥、玉米芯单独及混合燃烧的着火、燃尽等特性,在线监测了气体释放物CO_2、SO_2和NO_2,并分析了其变化规律。结果表明,当升温速率为10℃/min时,煤泥中掺烧玉米芯可以使混合样品着火温度降低204.62℃,燃尽温度降低26.52℃,燃烧性能得到明显改善。随着升温速率提高,混合样品在挥发分析出燃烧阶段,以及固定碳燃烧阶段的燃尽温度和最大失重速率都相应提高,而混合样品的着火温度变化不大。各样品燃烧时,CO_2和NO_2释放峰与其燃烧失重峰对应。煤泥中掺混玉米芯燃烧,降低了SO_2气体的排放。     

利用差示扫描量热法测定CFBC脱硫灰中残留碳的研究

借助差示扫描量热分析仪对煤与高硫石油焦混烧排放的CFBC(循环流化床)脱硫灰的残留碳含量进行了测定,研究表明:(1)CFBC脱硫灰的热反应过程主要分为水分和挥发分逸出,碳氧化和矿物分解及继续反应等三个阶段.(2)是否含有氢氧钙石对CFBC脱硫灰的热反应过程影响很大,含有氢氧钙石的CFBC脱硫灰在碳氧化和矿物分解阶段(约...     

动态气氛下混合酯发射药的热分解性能

采用热重分析(TG)技术和差示扫描量热(DSC)技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)的混合酯发射药动态气氛下的热分解性能.结果表明,该类混合酯发射药的热分解主要分两步进行:第一步为发射药中NG和TEGDN的挥发分解,第二步为发射药中NC和二号中定剂(C2)的分解;两步分解过程的失重量和最快失重温度点随配方中TEGDN和NG质量比的不同而有差异;混合酯发射药在不同压强下的DSC曲线上均只呈现一个明显的分解放热峰,且放热峰的峰温随压强增大而降低.     

烧失量法计算全黑生料含煤量新公式的推导

全黑生料的烧失量,一般为40％左右。其中约有30％为原料中碳酸盐在高温下分解产生的CO_2和硅酸盐矿物失去的结晶水所形成,还有少量能够在高温下发生氧化分解反应的矿物而失去的其它气态性物质,其余10%则为无烟煤在高温下燃烧时放出的CO_2、有机物质的挥发和其它矿物质发生氧化反应时所失去的重量。为了便于研究,根据烧失量的化学组成,将用于生产水泥的原料、燃料以及由它们按一定比例组成的全黑生料的烧失量分为两部分:一部分为碳酸盐分解时所产生的CO_2,其中所有的碳酸盐均以碳酸钙(CaCO_3)计;另一部分为其它非碳酸盐物质在高温下发生一系列物理化     

碳热还原氮化粉煤灰的研究

以粉煤灰加入炭黑为主要原料,在氮气气氛下对粉煤灰进行了碳热还原氮化研究.研究了碳加入量、合成反应温度、保温时间和Fe2O3含量等因素对生成物物相的影响.实验结果表明:选用理论加入碳含量的样品,在反应温度为1350℃、保温9h条件下,产物中含有较多β-Sialon相;而且经磁选除铁后的粉煤灰较未除铁粉煤灰在反应温度为1400℃、保温9h条件下,碳化还原氮化产物中15R相含量明显增多.     

共聚醚酯的热失重研究

利用热失重分析法(TG),研究了所合成的一系列含有磺酸盐基团的间苯二甲酸二乙二酯-5-磺酸钠(SIPE)、对苯二甲酸乙二酯(BHET)和不同聚乙二醇(PEG)添加量的共聚醚酯(COPEET)在N2和空气气氛下,受热发生分解释放出小分子而失重的规律。结果表明:随聚乙二醇质量分数的增加,COPEET的热失重起始温度提前,且失重速率加快;在N2气氛下,COPEET的热失重起始温度均为350℃左右,而在空气气氛下的起始分解温度比在N2气氛下提前许多;在N2气氛下的热失重曲线只显示出一次分解现象,留下部分残留物,聚乙二醇添加量越多则残留物越少;而在空气气氛下会出现第二次甚至第三次分解,且残留物极少。     

石膏在高温下的分解脱硫研究

高效经济脱硫是脱硫石膏以氧化钙化学循环和烟气制酸途径实现资源化利用的关键。通过热重-质谱（TG-MS）联用、管式炉焙烧实验，并借助XRD、XRF等检测分析手段，系统研究了碳含量、氧化铁含量及温度对石膏分解和脱硫率的影响。结果表明，在氩气气氛下，石膏中加入碳和氧化铁均能有效降低石膏的分解温度，提高石膏的分解速率。碳含量、氧化铁含量、焙烧温度对石膏分解具有不同作用区间。高温低配碳时，石膏的分解率和脱硫率最高，当温度超过1 200 ℃时，升温对提高脱硫率的作用逐渐消失。配碳量增加后，脱硫率和分解率明显下降，分解温度降低，完全反应时间减少；添加氧化铁后，石膏的分解温度下降，分解率和脱硫率上升。实验条件下，为提高脱硫率，获得更多的氧化钙，控制温度在1 100 ℃，碳与硫酸钙物质的量比为0.8，氧化铁添加量为10%。     

氧化镧对LDPE热氧化分解行为的影响

通过热失重方法研究了氧化镧对低密度聚乙烯(LDPE)热氧分解行为的影响。结果表明:添加氧化镧后,LDPE在空气气氛下起始热氧分解温度可大幅提高;在LDPE失重率小于0.3时,氧化镧的加入使得LDPE热氧降解的表观活化能增大;而添加氧化镧并不影响LDPE主链的无规断链反应,因此氧化镧对LDPE的热氧稳定作用与氧有关。     

无卤阻燃SBR热失重行为研究

利用热重法(TG)和锥形量热仪(Cone)研究了以几种不同种类阻燃剂阻燃的丁苯橡胶在氮气、空气气氛中的热失重行为和燃烧性能。TG结果表明:不同的裂解气氛显著地影响了样品的热裂解过程。在氮气气氛下,三个试样均有两个失重台阶,这两个过程主要发生在200~500℃,分别是助剂的分解和丁苯橡胶的分解,500℃时三组试样固体残留物的量分别为37.9%、37.1%、38.6%。在空气气氛下,三个试样均有三个热失重台阶,分别是助剂的分解、丁苯橡胶的分解、成炭物的分解,前两个过程与氮气气氛中一样主要发生200~500℃,500℃时三组试样固体残留物的量分别为40.3%、52.0%、42.1%,均高于氮气气氛中的残余质量,说明样品在空气中容易形成更多的炭化物;成炭物的分解发生在500~800℃,500~650℃时三组试样失重分别为8.7%、29.2%、10.9%,说明Al(OH)3/P阻燃丁苯橡胶虽然在500℃时残余质量最高,但是残炭物质耐热性较差,所以失重较多。Cone实验表明:在试样燃烧的初始阶段,Al(OH)3/P阻燃体系成炭量大,对降低热释放速率(HRR)起主要作用;在试样燃烧的中后期,APP(聚磷酸铵)/PER(季戊四醇)阻燃体系对降低HRR起主要作用。     

聚丙烯腈纤维烯胺结构的形成及其氧化特性的研究

将聚丙烯腈(PAN)纤维在惰性气氛下进行热处理,通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、1 3C固体核磁共振(13C-NMR)、差示扫描量热(DSC)等方法研究了PAN纤维中烯胺结构的形成及其氧化特性。结果表明:惰性气氛下PAN纤维在热处理过程中氰基发生键断裂形成亚胺结构,并在温度达到190℃时开始向烯胺结构转变;随着热稳定化过程的进行,亚胺结构增加到一定程度后呈现下降趋势,而烯胺结构不断增加;热处理温度越高,亚胺结构向烯胺结构转变的越多且速率越快;将在惰性气氛下经不同温度热处理得到的PAN纤维进行空气气氛下的DSC分析,发现氧化反应的放热量与烯胺结构含量存在较好的线性关系,表明烯胺结构比其他特征结构更容易发生氧化反应。