生物质与煤混合热解特性的研究

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(麦秆、棉秆和杨木屑)、两种不同变质程度的煤以及两者混合物的热解特性进行了研究。试验升温速度5℃/min,终温850℃。结果表明:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高,随煤变质程度提高,TG曲线向高温区移动,热解温度升高,最终失重率减小,试验无烟煤和烟煤的最终失重率分别为17%和30.07%。生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征,但从实际微分曲线与按比例折算后的曲线比较结果看,400℃之前,生物质对煤的热解影响不明显,在400℃之后,生物质的加入对煤的热解产生抑制作用,煤的热解速率降低,煤的挥发分越低,抑制作用越强。     

垃圾衍生燃料气化动力学特性研究

采用气化工艺处理城市固体废物不仅可以从中回收能源,同时还可以降低二次污染的影响。采用热重分析法对垃圾/生物质为1:1、1:2、1:3和纯生活垃圾的RDF样品进行气化研究,通过分析不同物料比、不同升温速率、不同气氛、不同终温对RDF气化反应过程的影响,得出RDF气化反应动力学参数。研究表明随着升温速率的增加,产气中H2的产量呈上升趋势,CO和CH4的产量先升高再降低;随着O2含量的增加,RDF的气化效果越来越好,其气化产气中H2的含量呈上升趋势。     

含碱工业废弃物煅烧特性热重实验研究

采用热分析方法研究了白泥、电石渣、碱渣、盐泥四种工业废弃物及淄博石灰石的煅烧特性,从升温速率、终温以及粒径三个方面分析了样品的煅烧性能。结果表明：各种物质具有不同的初始分解温度,白泥在整个煅烧过程中呈现出两段分解趋势,电石渣、碱渣和盐泥存在三段分解。升温速率越小,分解速率越大,煅烧越充分；终温越高,样品的失重率越大,分解越完全；粒径越小,分解越快。     

PVC、PS与浒苔共热解过程分析及动力学研究

为了更好地处置废塑料中主要典型组分聚氯乙烯（PVC）与聚苯乙烯（PS），将其与浒苔在氮气气氛中进行了共热解研究。结果表明:提高升温速率，可以使主要热解温度区间朝着高温区移动，热解速度变大；随着浒苔质量分数的增加，PVC与浒苔共热解主要热解温度区间朝着低温区移动，PS与浒苔共热解主要热解温度区间朝着高温区移动；PVC与浒苔共热解具有较好的协同作用，PVC质量分数为75%时，相对值可达34.5%；PS与浒苔共热解具有一定的抑制作用，PS质量分数为50%时，其协同作用相对值可达28%；动力学分析表明，一级动力学模型可以很好地描述二者的共热解过程，二者存在动力学补偿效应。     

CaO掺杂对熔盐储能耦合污泥热解焦油产物生成特性影响研究

熔盐储能耦合污泥热解是一种污泥新型热处理方法,通过构建快速、均匀的热解环境有望同步实现污泥减量处置和热解焦油回收。通过高精度宽升温速率热解实验台架模拟了熔盐储能耦合污泥热解过程高升温速率热解环境,解析了升温速率、CaO掺杂比对污泥快速热解焦油产物生成特性的影响。结果表明:升温速率在低热解温度下对污泥热解焦油产率影响较大,热解温度为350℃时,升温速率从60℃/min提升到6 000℃/min,焦油产率相对增加了约14%;同时,CaO的掺杂会使焦油产率大幅下降,掺杂质量分数10%的CaO会致使焦油产率下降约39%～43%;CaO掺杂比对焦油内多组分相对质量分数影响显著,这主要是由于CaO可以在热解过程中充当催化剂和传热阻滞剂。研究成果有助于熔盐储能耦合污泥热解技术热解工况调控,获取高附加值污泥热解焦油产品。     

气化熔融焚烧工艺与城市生活垃圾热解特性的适应性研究

城市生活垃圾气化熔融技术以其无害化、减量化和资源化优势,成为极具发展潜力的新一代废弃物处理技术。为开发该技术在我国应用的适宜工艺,采用TG-DSC热分析仪,研究了不同终温、升温速率、气氛和含水率下我国城市生活垃圾典型有机混合物的热解特性。研究结果显示,我国采用该技术处理城市生活垃圾,气化温度应控制在600℃~650℃;升温速率、实际空气量与理论燃烧空气量的当量比以及物料含水率是该技术工艺的重要影响参数,应合理控制,以期获得较高的气化效率。     

石墨燃烧特性热重实验研究及动力学分析

以高温气冷堆燃料球内外层两种石墨为研究对象，利用程序升温的热重分析法研究了其在不同工况下的燃烧特性，并进行了动力学分析。结果表明，在空气气氛下，内层石墨的着火温度为770±10℃，外层石墨的着火温度为780±20℃；随着氧气浓度增加，石墨燃烧的综合燃烧特性指数增大，TG曲线向低温区移动，DTG曲线峰值变大，峰宽变窄；随着升温速率增加，TG曲线向高温区移动，DTG曲线峰值显著增大；计算获得燃烧条件下，内层石墨的表观活化能为190±10 kJ/mol，外层石墨表观活化能为270±20 kJ/mol；所得表观活化能值与指前因子值存在较为明显的补偿效应。     

玉米秸秆热解特性的实验研究及动力学分析

采用TA-Q500型热重分析仪,在升温速率分别为20、40、80、100℃/min的条件下对玉米秸秆进行了热解实验,研究其热解特性,并分别应用Popescu法、Flynn-WallOzawa(FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法求解了热解反应动力学的最概然机理函数、活化能与指前因子。结果表明:反Jander方程三维扩散机理为理想的最概然机理函数;随着升温速率的增加,样品失重曲线向高温侧移动,初始热解温度、失重高峰温度及终止温度均有所升高,热解反应活化能也呈逐渐增加趋势。     

海藻的热解特性分析

用热重分析法对一种海洋生物质--海藻类植物江蓠的热解过程及其动力学规律进行了研究。分析了样品在不同升温速率(10、20、30℃/min)和不同粒径(0.18、0.28、0.45 mm)下的实验结果，发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4 个阶段组成,结合傅里叶红外光谱分析了样品热解过程的主要成分变化，比较了各升温速率下的热解特性参数，并计算出热解产物释放指数r; 随着升温速率的增加，热解反应越容易进行。当粒径小于0.45 mm时，时, 颗粒粒径对热解过程影响不大。用Coats-Redfern方法计算出样品的热解动力学参数,发现其热解反应机理函数不同于木质类生物质，求得的活化能E与频率因子A之间存在动力学补偿效应。     

垃圾衍生燃料热解半焦特性试验研究

较低的二次污染物排放和较高的能源回收率使得垃圾热解技术在固体废弃物处理方式中占有重要地位.将剩余垃圾压制成垃圾衍生燃料(RDF)后,利用高温管式炉进行RDF热解试验,试验结果表明在RDF中添加塑料、CaO以及DHC-32有利于热解温度的提升,可以明显改善燃料热解反应的进行和热解效果,同时半焦中K和Na的含量随试验条件的...     

煤焦CO2气化反应中石灰石催化特性研究

研究了新鲜石灰石和经过煅烧/碳酸化反应(CCR)反复循环后的石灰石在烟煤煤焦CO2气化反应中的催化特性.结果表明,固定碳转化率随新鲜石灰石添加比例的增加而增大,石灰石添加比例为5％时其催化特性达到最佳,且催化活性随气化温度的升高而降低;在不同热解温度下添加2.5％新鲜石灰石制得的煤焦的气化特性与气化温度密切相关,当气化温度高于热解温度时,催化活性基本不受热解温度影响;随着CCR循环次数的增加,低温气化时石灰石催化活性比新鲜石灰石略低,但仍可作为煤焦气化反应的有效催化剂.     

应用TG-FTIR研究鹤岗烟煤的热解特性

采用TG-FTIR联用技术研究了鹤岗烟煤的热解过程。研究表明,在升温速率为30℃/min时,该煤的热解过程可以分为4个阶段,其中在430～650℃区间发生剧烈热解反应,DTG曲线在489℃时出现最大值。热解气体的逸出情况由FTIR进行实时检测,并且定性分析了CH4、CO2、CO和焦油的析出情况。通过比较TG/DTG曲线和FTIR数据,发现TG和FTIR的分析结果是一致的。假定煤热解反应为一级反应模型,分不同的温度区间采用Coats-Redfern法求解煤热解反应动力学参数,计算结果与实验符合较好。     

生物质成型燃料热解与燃烧特性研究

利用NETZSCH STA409PC型热重-差热分析仪对由木屑、秸秆等农林废弃物制成的生物质成型燃料的热解与燃烧过程进行热重分析。对TG、DTG曲线进行分析,结果表明生物质成型燃料热解过程分为干燥、热解与炭化3个阶段,热解过程随着升温速率升高出现热滞后现象。对热解剧烈失重区间建立了反应动力学模型,求解出此温度区间的表观活化能、频率因子等动力学参数,生物质成型燃料燃烧过程出现两次明显失重过程。     

生活垃圾典型可燃组分的热解产气特性

在接近实际生活垃圾热解处理工况的升温条件下,对垃圾中典型可燃组分如橡胶、塑料、竹木、废纸进行了热解产气特性的研究.结果显示,4种物料的热解过程存在较大的差异,塑料在热解过程中存在很强的吸热效应,致使其升温速率明显下降;塑料、橡胶热解的可燃产气以甲烷、乙烯为主,而废纸、竹木则以一氧化碳为主;各物料的产气速率及产气总量受其挥发分含量、氧含量及气相分解速率的影响.     

洗中煤和煤矸石混合共热解研究

对某一煤矿的洗中煤和煤矸石的混合物按不同比例的情况进行热解,并对得到的热重曲线(TG)和差示扫描量曲线(DSC)进行研究。将试样分别在同一条件下进行试验,气氛为氮气,升温速率为10℃/min,压力为0.055 MPa,反应终止温度为1000℃。通过试验结果分析,深入研究了混合比对试样热解的影响。给出了混合物的两阶段反应模型,通过模型计算出了不同混合比时模型的活化能和频率因子。     

混煤热解反应动力学特性研究

利用热天平试验测试数据，采用Coats-Redfern积分方法求解无烟煤和烟煤不同比例混煤的热解动力学参数。在整个活泼热解阶段，无烟煤和烟煤的活化能与其热解反应性的对应关系发生了歧变，无烟煤具有较低的活化能，而烟煤具有较高的活化能。煤的热解机制在不同的反应阶段是变化的，通过热分析手段所得的动力学参数反映的是整个热解区域的平均值。对混煤热解进行分段拟合处理的结果表明，混煤在低温段热解机制为一维扩散模型；中、高温度段热解机制为3级化学反应模型。研究结果表明不能仅从活化能数据判断无烟煤和烟煤混煤热解反应性的高低。     

褐煤和煤矸石混合热解研究

对某煤矿的褐煤和某煤矿煤矸石的混合物按(1:4,2:3,3:2和4:1)的比例进行热解。本实验采用热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)。将试样分别在同一条件下进行试验,气氛为氮气,升温速率为10℃/min,压力为0.055 MPa,反应终止温度为1000℃。通过对试验结果分析,研究分析混合比对试样热解的影响,并得到最佳混合比。     

基于欧拉-拉格朗日模型的不同含水率生物质热解对比研究

基于欧拉-拉格朗日模型,对固定床中不同含水率(水分质量分数)的生物质颗粒温度分布变化进行研究,利用OpenFOAM软件分析颗粒平均温度和固相质量分数的变化,以及不同热解阶段的颗粒温度分布。结果表明:生物质的含水率越高,在热解中期的颗粒温度分布越不均匀;而在热解前期及热解后期,含水率对颗粒温度分布影响不大;含水率越高,热解过程中的有效传热系数越大。