沥青燃料的热解特性研究

利用热重分析系统对沥青燃料的热解特性进行了详细的研究。实验在一个大气压、氮气环境下进行 ,加热速率为 5 0℃ /min和 80℃ /min。同时建立了一个描述沥青热解的分阶段一级反应模型。在该模型中 ,两个不同阶段沥青的活化能不同 ,但与加热速率变化和沥青种类无关 ;沥青热分解的频率因子与加热速率有关 ,与沥青的种类无关 ;沥青的最终挥发分产量与沥青的种类有关。通过实验结果验证 ,计算结果与实验符合得较好     

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.     

加热速率对钢筋氧化动力学影响规律的研究

通过热重分析方法和显微结构观察，研究了耐腐蚀钢筋不同加热速率下的氧化规律，并与等温氧化过程做了对比。结果表明，不同加热速率下钢筋的显微组织并没有明显差异，但是氧化层厚度随着加热速率的减小而增加。当加热速率小于10℃/min时，氧化层呈现明显的双层结构，但当加热速度为20℃/min时，氧化层几乎呈现单层结构。通过恒速加热试验建立了一种新的氧化活化能计算方法，与等温氧化试验所得值相比，加热速率为5、10、20℃/min时的相对误差分别为4.14%、5.12%和32.13%，因此，为了保证新方法的精度，试验需在较低的加热速率下进行。     

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。     

不同种类生物质的燃烧特性分析

通过热重分析方法研究了不同种类的生物质在不同燃烧条件下的燃烧过程及其动力学特性。在升温速率分别为20、30和40℃/min,加热终温900℃的条件下,得到了不同种类的生物质燃烧的TG、DSC曲线,研究了加热速率和含氧量对燃烧过程的影响,建立了生物质燃烧的反应动力学方程,由Coats-Redfern积分法得到了生物质燃烧动力学参数,分析了不同试样的活化能和频率因子。     

国外科技文摘：WZ 0513滴管炉中煤的高压热解作用。K．Matsuoka，et a1．High pressure coal pyrolysis in a drop tube furnace．Energy ＆ Fuels（能源与燃料，美国）

利用滴管炉进行煤的高压连续热解实验，以便获得有用和可靠的热解数据。仔细检测煤热解时的质量平衡，可了解数据的可靠性。在该设备中获得的煤热解数据与先前的实验结果进行比较，发现滴管炉中重量损耗大于其它设备的重量损耗。实验结果与3种热解模型中预计结果比较时，在某种情况下预计结果与实验结果存在差异，但是在800℃和1MPa下，3种热解模型中预计值与实验重量损耗值十分符合。     

废线路板回转式低温热解实验研究

废线路板含有大量重金属、聚氯乙烯和溴化阻燃剂等有害物质,目前针对废线路板的处置技术大都是回收其中的有价金属,对经济价值较低的玻璃纤维和环氧树脂的处理方法较少,仍然对环境造成二次污染。本文采用自行设计的回转式热解炉放大实验装置,在惰性气氛下进行废线路板低温无氧热解,考察了热解终温、保温时间、升温速率及物料尺寸对废线路板热解率及热解产物产率的影响。实验结果表明,在热解温度为600℃、热解时间45 min、升温速率10℃/min,及颗粒尺寸为50 mm×50mm条件下,废线路板可进行充分热解。热解产物为热解油、热解渣和热解气,热解油经脱卤处理后可用作燃料,热解渣是良好的冶炼原料,热解气经除杂处理后是优良的洁净能源。     

固定床中木块和木屑的热解特性

在固定床反应器中,分别对比研究木块和木屑的堆积特性,并对比研究在28 8kW条件下的传热和热解特性.实验结果说明,木屑和木块具有不同堆积特性和热解特性.反应结束时的特征温度分别为844℃和866℃;热解时间分别为75min和62min;焦油产量最大,分别为51 4%和48 8%,木炭产量最少,质量分数分别为21 0%和25 4%;累积产气量分别为277L和253L,最大瞬时产气速率分别为27L/min和10L/min.     

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。     

普通碳素钢超细晶微观组织的特征分析

 用Gleeble热模拟实验机对2种不同成分的普通碳素钢进行实验，实验的过程为：以10 ℃/s加热到950 ℃，保温2 min，再以10 ℃/s的冷速降到变形温度(900~600 ℃)，以10 s-1或30 s-1的变形速率进行了变形量为80%的变形，变形后立即水淬。通过光学显微镜和透射电镜观察分析，确定了普通碳素钢利用形变诱导铁素体相变获得的超细晶组织及两相区变形获得的超细晶组织的典型形貌特征。     

影响烧结硬化合金钢齿轮特性之参数探讨

根据不同的合金钢合金化方式与合金添加种类，规画出四组不同硬化能力之烧结合金钢。将这四种硬化能力不同之烧结合金钢粉末分别压制成密度为6．58g／cm^3的齿轮坯体，在RX型保护气氛下。1120℃烧结30min后，再以2412／min与48℃／min的冷却速率来控制冷却过程中合金钢的相变行为，再将烧结态之合金钢齿轮施以200℃、1～4h之回火处理；最终对合金钢齿轮进行硬度、齿轮精度、齿破裂负载等量测与金相观测。研究结果显示，烧结合金钢的硬化程度随硬化能力的增加或烧结后淬冷速度的加快而提高，而齿轮精度则随其相变为马氏体含量的增加而降低。故在烧结硬化合金钢齿轮的开发制造过程中，烧结后淬冷区的冷却速度须达48℃／min，才能确保齿轮特性之硬度维持在30HRC以上，且硬化能力倍数宜调整在15～25之间，经1h以上的回火，即可获得具经济竞争力，又具优异力学性能与齿轮精度组合的烧结硬化合金钢齿轮。     

高炉内兰炭与焦炭之间的交互作用

通过热重分析实验和模拟氧气高炉中炉料反应行为，探究兰炭和焦炭的反应性，以及兰炭和焦炭之间的交互作用.热重实验结果表明，兰炭反应性优于焦炭，兰炭在加热过程中出现2个DTG峰值，第1个峰值是由于兰炭的二次热解，第2个是由于热解和气化耦合反应.在加热到800 ℃之后，兰炭和焦炭之间存在交互作用，并且随着升温速率的增加，交互作用增强.在高炉炉况下，兰炭的加入能够减少焦炭的反应和焦炭粉化程度，降低CO₂和H₂O气体对焦炭气孔壁的侵蚀作用，降低大孔的生成，从而对焦炭起到保护作用.      

大型盾构机用轴承钢奥氏体晶粒长大模型

 利用箱式电阻炉研究了加热温度为900,950,1 000,1 050,1 100,1 150 ℃,保温时间为10,30,60,90 min时大型盾构机用GCr15SiMn轴承钢的奥氏体晶粒长大规律,利用截线法统计奥氏体晶粒尺寸。试验结果表明,随着加热温度提高和保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸和长大速率逐渐增大,加热温度的提高比保温时间的延长对奥氏体晶粒长大速率影响更大,奥氏体晶粒迅速长大的加热温度为1 000 ℃,保温时间为60 min。在已有晶粒长大模型的基础上,通过对试验数据进行线性回归,得到了描述GCr15SiMn钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型。     

连铸-开坯生产流程325mm×280mm轴承钢铸坯温度变化的数值模拟

通过数值模拟和现场实测的方法研究了在连铸、保温输送、堆垛冷却、加热炉加热等工艺过程中325mm×280 mm GCr15轴承钢连铸坯温度的变化。结果表明,铸坯在出拉矫机后的单辊道输送过程不同部位的冷却速率差异较大(角部10℃/min、表面7.1℃/min、芯部4.6℃/min),而在保温车输送过程(角部4℃/min、表面2.9℃/min、芯部1.67℃/min)及堆垛冷却期间不同部位的冷却速率差异较小,因此缩短在连铸机尾部的停留时间有利于防止因冷却不均产生微小裂纹。热送热装较冷装工艺可使铸坯的加热时间减少20 min。     

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。     

钛合金TC4高温氧化特性研究

研究了最常用钛合金TC4在850~1 050℃的高温氧化特性,采用光学、扫描电镜观察、分析氧化层及富氧层形貌。结果表明,在研究的温度与加热时间范围内,TC4单位表面积氧化增重基本呈线性增长的规律;α单相区850℃温度加热的氧化皮形貌与950、1 000、1 050℃下明显不同。氧化过程中出现的内氧化层平均厚度仅和特定加热温度的氧扩散速率相关,与加热时间无关。此外,在富氧层内发现V的强烈富集。     

DP590级双相钢奥氏体晶粒长大模型

通过改变保温温度和保温时间研究了DP590级双相钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨了加热速率对各温度下初始晶粒尺寸的影响规律.初始晶粒尺寸随着加热速率增加而不断降低,并最终趋于定值;奥氏体晶粒尺寸随保温时间的延长不断增大并最终趋于不变.采用Sellars晶粒长大模型对实验数据进行拟合,为避免处理方法不同造成的处理结果偏差,提出了一种新的实验数据处理方法,并建立了双相钢初始晶粒尺寸模型和晶粒长大模型.所得模型参数更加合理可靠,计算结果与实验结果吻合很好.      

不同温度热解残余生物质半焦对磷的吸附

[目的]研究生物质热解制备生物油的残余半焦对水中磷的吸附性能.[方法]研究了不同温度(550、650和750 ℃)热解半焦吸附磷的动力学和等温线,分别采用准一级、准二级和颗粒内扩散3种模型及Langmuir、Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合.[结果]结果表明准二级动力学模型能较好描述磷在半焦表面的吸附行为,平衡吸附量和吸附速率随着热解温度的升高而增加.此外,等温吸附过程能较好地用Freundlich吸附等温线方程描述,表明磷在半焦表面的吸附受多种机制影响.3种温度下热解所得半焦对磷的吸附活化能分别为10.86、11.27和10.95 kJ/mol,说明该吸附过程主要为物理吸附.[结论]生物质热解半焦对水中磷具有良好的吸附去除效果.     

35CrMo钢控温模锻加热过程中奥氏体晶粒长大行为

将35CrMo钢试样在不同的加热温度和保温时间下进行等温奥氏体化处理,采用正较实验法研究加热温度与保温时间对奥氏体平均晶粒尺寸的影响,并对奥氏体晶粒长大行为进行研究。结果表明:当保温时间一定时,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大,奥氏体晶粒的粗化温度为950℃;当加热温度一定时,奥氏体晶粒尺寸随保温时间延长而增大,保温初期晶粒快速长大,随保温时间延长,晶粒长大速率放缓。综合考虑加热温度、保温时间和初始奥氏体晶粒尺寸的影响,推导出35CrMo钢奥氏体晶粒长大模型,用该模型计算的晶粒尺寸与实验结果基本吻合。     

热成形加热速率对22MnB5钢组织和性能的影响

22MnB5是常见的热成形高强钢，广泛应用于汽车车身，可减轻车身质量，提高汽车抗冲击和防温性。随着用户对热成形零件生产效率要求的不断提高，特别是感应力加热，火焰直燃加热等快速加热技术的推广应用，热减形加热速率快速提升到120℃/s。为了考察不同加热速率对22MnB5钢热成形后的组织和性能的影响规律，利用淬火膨胀仪、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸试验机，分别对加热冷却过程中的热膨胀曲线、热成形后的微观组织和力学性能进行了测定。结果表明，随加热温度升高，试样冷却组织由铁素体向马氏体、贝氏体转变，且150℃/s加热速率下组织中贝氏体和铁素体含量要高于10℃/s加热速率的试样；且当加热速率从10℃/s提高到150℃/s时，22MnB5钢在950℃仍然能够完全奥氏体化，但是冷却试样的条件屈服强度、抗拉强度、断后伸长率都有所下降，分别降低了334 MPa、56 MPa、0.9%。