轧钢油泥与生物质共热解特性

为探究轧钢油泥与生物质混合共热解处理工艺，本文利用热重分析仪在N₂气氛下对轧钢油泥、生物质(玉米秸秆、稻草秸秆)单独热解并对3种不同混合配比的轧钢油泥与生物质混合进行试验研究，讨论上述混合物的协同热解特性；同时，在不同升温速率(β)条件下，采用Friedman-Reich-Levi法对混合热解过程进行动力学分析，得到动力学参数。结果表明：轧钢油泥的热解过程主要为水分析出、油分分解、铁氧化物还原3个主要阶段，生物质的热解主要失重阶段为挥发分析出；玉米秸秆、稻草秸秆与轧钢油泥共热解协同作用与生物质种类和混合比有关，当生物质混合比为70%时促进作用更明显，稻草秸秆对轧钢油泥的促进作用优于玉米秸秆；两种生物质与轧钢油泥共热解的活化能出现随转化率的增加先升高后降低的趋势，在转化率为0.6或0.7时达到最大活化能，为52.45～80.02 kJ/mol。     

城市生活垃圾典型组分的热解特性研究

利用固定床电加热炉,对城市生活垃圾典型组分在恒温条件进行热解特性研究.研究在750℃时,典型组分纸张、织物、厨余、树枝、塑料、橡胶等各种热解成分析出特性随时间的变化规律.研究结果表明:不同垃圾组分热解时,热解气的含量达到析出高峰的时间是不一样的;由于纸张、树枝以及厨余中的大部分成分相近,因此,这三种组分的热解气体趋势相对比较相近;由于塑料、橡胶是由高分子物质组成,因此热解气体成分含量相对波动较大;织物主要是由天然纤维和合成纤维组成,热解气体成分含量波动范围介于其中间.     

不同热解半焦与高炉喷吹煤粉燃烧性能差异性

 研究不同半焦与喷吹煤粉的燃烧性能有利于半焦进行高炉喷吹、降低炼铁成本。通过改变热解温度、热解升温速率、热解保温时间和热解气氛在管式炉中制备了不同的半焦样品,通过工业分析和热重试验、结合比表面积、发热量和活化能变化对不同热解半焦和两种喷吹煤粉燃烧性能差异进行了分析。结果表明,不同热解条件下制备的半焦,其燃烧性能大多介于两种喷吹煤之间,热解温度是影响半焦反应性能最重要的因素,热解温度对活化能的影响呈现先减小后增大的趋势。不同热解温度制备的半焦孔隙结构均比喷吹煤发达,且累积孔容积和比表面积均呈现先增加后减少的趋势,孔隙特点与燃烧性能基本对应。550 ℃是制备高反应性半焦较适宜的热解温度。可以通过控制热解条件制备高反应性半焦,这有利于半焦在高炉喷吹中的应用。     

COREX用煤热解行为试验研究

对5种可应用于COREX的块煤进行工业分析、元素分析以及热性能分析,结果表明,大同煤的热强度最好,但其热机械稳定性TMS+10最差;热强度RSI3由低到高的顺序依次为银川煤、兴隆庄煤、济宁煤、平朔煤、大同煤。TG和DTG分析显示,大同煤在整个升温区间的失重最小,平朔煤的失重最大,兴隆庄煤居中。兴隆庄煤的最大热解速度最大,其热解温度区间最为集中;济宁煤和银川煤的热解特性相近,平朔煤的最大热解速度最小,热解温度区间最为分散。动力学分析表明,三个独立的一级反应可以很好地描述所研究煤样的热解反应过程,不同煤种最大活化能出现阶段各异。兴隆庄煤平均活化能小,热解容易,大同煤以及平朔煤热解困难。     

废电路板母板粉碎料热解研究

针对三种废电路板母板粉碎料(边框料、锡板、覆铜板)进行了热分解研究，确定了其整个热解过程的失重机制。结果表明，边框料、锡板、覆铜板的热解都分为三个阶段：热解失重前段、热解失重阶段、热解失重后段。锡框和覆铜板有机组分接近，在~300 ℃开始失重，在~400 ℃最快失重阶段完成，失重为热解失重，活化能分别为23.30和12.36 kJ/mol；边框料由两种或两种以上性质不同的树脂组成，在305 ℃才开始失重，有两个最快失重阶段，305~325 ℃和325~385 ℃，热解失重活化能为25.92 kJ/mol。经450 ℃热解后，三种物料热解产物中Cu富集增加8个百分点左右。得到了废电路板母板粉碎料在不同热解反应阶段下的反应动力学方程。     

炼焦生产典型煤种热解动力学试验研究

对炼焦生产过程典型煤样进行了工业分析、元素分析以及热性能分析,结果表明,神府气煤在整个升温区间的失重最大,而西曲焦煤和王家岭瘦煤的失重最小,其余煤种介于两者之间.煤样的失重量与其挥发分和水分之和具有关联性.DTG分析表明,气煤的最大热解速度较大,热解较为集中,挥发分释放速度快,热解特性参数较大;而瘦煤和较高变质程度的焦煤最大热解速度较低,热解温度区间分散,挥发分释放速度慢,热解特性参数小;肥煤和1/3焦煤处于他们之间.动力学解析表明,三个独立的一级反应可以很好地描述所研究煤样的热解反应过程,几种典型煤样的活化能介于64～91 kJ/mol之间.神府和玉成煤的平均活化能最小,热解过程比较容易发生;西曲煤的平均活化能最大,热解过程进行困难.     

水泥浆体的热分析动力学

以差示扫描量热法为手段,进行了水化硅酸盐水泥浆体热分析动力学的研究.采用Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法计算了升温过程水泥浆体各阶段吸热反应活化能和反应级数.结果表明:升温过程中水泥浆体呈现3个吸热反应阶段,随温度升高各反应阶段活化能逐渐升高;Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman三种方法较好地分析了前2个反应阶段的反应活化能和反应级数,第一阶段的反应活化能小于第二阶段,但反应级数n却大于后者;对于前2个吸热反应阶段,Kim-Park和Flynn-Wall-Ozawa均能较好地进行动力学分析,但Friedman法对于第三阶段即C-S-H发生脱水过程的反应活化能计算误差较大.     

三种石油焦热解特性及动力学模型建立

在热重分析仪上开展三种石油焦的热解特性研究,分析了颗粒直径、升温速率和样品种类对石油焦挥发分析出温度区间、析出速率的影响。研究结果表明,热解过程挥发分析出主要集中在500~800℃温度区间内;颗粒直径小,石油焦挥发分析出起始温度高,但颗粒直径对整体析出速率影响较小;随升温速率增大,热解起始温度升高,热解速率峰值变大;高挥发分石油焦,挥发分析出起始温度低,挥发分析出峰值大。采用Coats-Redfern法建立石油焦热解过程的动力学模型,三种石油焦热解模型遵循化学反应机理,反应活化能在45~63k J/mol之间。     

吉木萨尔油页岩热解动力学的实验研究

在升温速率为30℃/min时对吉木萨尔油页岩进行热重实验研究,根据实验所得TG/DTG曲线特点,采用高斯多峰拟合法将油页岩热解过程分解为五个阶段,每个阶段代表油页岩热解过程的不同特征反应。采用峰值分析法对不同特征反应建模并求解动力学参数(活化能E、指前因子A及反应级数n),不同特征反应对油页岩热解过程转化率贡献不同,其权重即为峰值分析中子峰曲线下方面积,采用加权叠加的方法对油页岩热解过程进行模拟,得到了油页岩热解过程动力学模型。结果表明:模拟结果与实验曲线吻合良好。     

油菜籽粕生物质热解过程特征研究

以油菜籽粕生物质为原料,采用电加热方式,研究了不同加热速率下的热解过程及产物产出规律,对热解产物中不凝气体的成分进行了分析,考察了加热速率对产物产出率的影响.结果表明:油菜籽粕的热解过程可分为水分蒸发、半纤维素热解、纤维素和木质素热解、木质素炭化4个阶段;加热速率的高低虽然对水分的蒸发过程特征没有影响,但在低加热速率下,生物质中不同的组分将在不同的反应温度区间内进行热解反应;不凝气体和冷凝液体两种热解产物主要在100-550℃之间析出,是半纤维素和纤维素的主要热解产物,它们的产出率与温度的关系具有不同的特征;不凝气体中可燃气体的体积分数随着反应温度的升高逐渐增多;当控制加热速率为4-6℃/min时,油菜籽粕的3种热解产物量均可以达到较理想的效果.     

单轴应力下烟煤氧化?自燃灾变温度

为探究不同埋藏深度裂隙煤体氧化-自燃过程在单轴应力作用下的影响规律,本文通过荷载加压煤自燃特性实验平台,采用新疆硫磺沟矿区烟煤煤样,开展了施加单轴应力在0～8 MPa下的贫氧环境程序升温试验.根据加压试验中烟煤产生气体随温度的变化关系,计算了烟煤在单轴应力下升温过程表观活化能和耗氧速率.结合煤自燃氧化动力学和热解参数,阐述了单轴应力下煤体由缓慢氧化到快速氧化的非线性发展过程,并基于突变理论解算出试验条件下烟煤氧化-燃烧过程的突变温度和临界温度,确定出4个特征参数:突变温度TCO(CO表征)和THy(耗氧速率表征),临界温度T'CO(CO表征)和T'HY(耗氧速率表征),并分析了不同特征参数随单轴应力的变化规律.结果 表明:热解气体浓度、表观活化能和耗氧速率随单轴应力增大呈先增大后减小再增大的三次函数规律(其中1.8和5.5 MPa时为临界轴压),1.8 MPa时表观活化能和各项特征参数数值最低,煤氧反应速率最快,耗氧速率最高;单轴应力为5.5 MPa时耗氧速率最大,煤体新生裂隙最多;单轴应力对TCO特征参数影响最大,煤自燃缓慢过渡到快速氧化的温度指标,由CO浓度表征的突变温度TCO表征最为准确.该研究结果对于矿井不同埋深煤自燃预警和防控具有重要理论指导意义.     

废旧电脑印刷电路板的热解特性及动力学分析

为了分析废旧电脑印刷电路板热解过程中的反应机理,研究废旧电脑印刷电路板(DN)在常规热解条件下的升温特性和热解动力学.研究发现,DN粉末主要的质量损失发生在热解温度为553～773 K时的有机物分解阶段,且可分为主要热解和残渣分解两个过程,其相应的平均活化能分别为137.12 kJ/mol和31.31 kJ/mol.通...     

长焰煤热解半焦气化反应动力学研究

为获得升温速率对长焰煤热解半焦气化反应的影响,利用热重分析仪对半焦在不同升温速率(5、10、20、30、40℃/min)条件下的气化反应进行了研究,并采用Flunm-Wall-Ozawa(FWO)和Friedman等转化率法进行半焦气化动力学参数的分析计算。结果表明,升温速率的增大不利于半焦的气化,升温速率越快、气化反应温度越高,且气化后期气化速率峰会出现重叠; 2种等转化率法求得的半焦气活化能分别为145.91±32 kJ/mol和149.21±7 kJ/mol;采用等转化率方法研究半焦气化动力学可行。     

基于高炉渣余热热解玉米秸秆实验研究

文章基于高炉渣热载体热解玉米秸秆进行实验研究，考察高炉渣与玉米秸秆掺混比、高炉渣温度和高炉渣粒径对玉米秸秆热解产物的影响。掺混比增大、高炉渣温度升高有利于热解反应的进行，热解气产率增大，热解气中CO、CO₂、CH₄和H₂的气体产量均有增加；高炉渣粒径增大，热解气产率先增大后减小，高炉渣粒径为2～3 mm时，热解气产率最大。     

炼焦常用单种煤热解动力学分析

用热重分析法对炼焦配煤常用单种煤的热解动力学特性及热失重过程进行了研究,分析了各单种煤的热解缩聚特征,研究了各煤种热解活化能与频率因子的变化情况,发现煤样热解分三个阶段,活化能与频率因子有相同的变化趋势,并且与煤种有关.     

铁铜钛金属氧化物辅助微波热解角叉菜制气研究

利用金属氧化物代替空气氧与生物质发生异相氧化热解反应,可以解决常规有氧热解导致的燃气热值降低以及气体产品品质变差的问题。选择七种金属氧化物与角叉菜在微波加热条件下进行热解,分析热解产物分布、热解气化指标、燃气组成以及金属氧化物热解前后结构的变化。结果表明,金属氧化物的加入对于热解碳转化率、气化效率、燃气产率及燃气组成都有明显的促进作用,当使用金属氧化物Fe_(0.6)Cu_(0.2)Ti_(0.2)时,H_2/CO摩尔比达1.13,明显高于空气氧辅助微波热解和生物质直接微波热解。Fe_(0.6)Cu_(0.2)Ti_(0.2)经15次循环实验后无明显烧结和失活现象。     

十水草酸铈热分解过程和非等温动力学研究

用热重—差热分析法研究了十水草酸铈(Ce2(C2O4)3·10H2O)在程序升温下的热分解行为,TG曲线表明它有五个分解阶段,前三个阶段为脱水过程,后两个阶段为无水草酸铈热分解过程,最终产物为CeO2。对第四阶段无水草酸铈热分解为碳酸氧盐的过程进行了动力学研究,确定了其反应级数为2,表观活化能E=283.55kJ·mol-1,指前因子lnA=57.3119,热分解反应过程受F2机理控制。     

以高炉渣为热载体进行煤热解的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以程序升温热重法对高炉熔渣中煤的热解反应进行了研究,主要考察了煤渣比、煤种对热解反应的影响。实验结果表明,热解分为三个过程:脱水阶段、挥发分析出阶段和碳化阶段。随着高炉渣加入量的增加,热解过程的热解的起始温度、最大失重温度逐渐提前,煤样热解的活性逐渐增强。高炉熔渣对煤的热解反应具有一定的促进作用,但当高炉渣的添加量增加到一定程度后,这种促进作用不再明显,甚至起到阻碍作用。在相同的反应条件下,不同煤种反映出不同的热解反应特性,随着煤中的碳化程度的加深,煤的分解活性降低。高炉渣对低碳、高灰分的沈南贫煤的催化促进作用更为明显。     

钢铁厂油泥堆场PAHs的污染特性研究

以某钢厂油泥堆放场的油泥为研究对象,油泥样品按照多环芳烃(PAHs)来源的不同分为石油源油泥样品和混合源油泥样品,通过高效液相色谱法对样品中PAHs进行测定.结果显示,油泥样品中PAHs主要来自于石油源.萘、苊烯、苊、芴和菲是油泥中PAHs的主要污染物.油泥样品中16种优控PAHs的总含量(∑PAHs)为0.973～1...     

热重—差重分析法研究CeCl_3的热分解过程

根据物性测试设计CeCl_3溶液雾化热解试验。进行了CeCl_3热解动力学过程模拟与热重分析。TG-DSC结果表明,CeCl_3溶液在115、153、170、200、250℃都发生了化学物理变化造成样品失重,580℃后CeCl_3溶液转变为CeO2,并对分解速率和活化能进行比较,发现有氧气参与比无氧气参与的质量变化率更高,反应更容易进行,CeCl_3溶液在热解过程中因为溶质水的存在温度低于110℃时质量变化率更高,反应活化能更低,CeCl_3溶液受热分解的最佳温度为750℃。