机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以不同活化时间的木薯淀粉为原料,以醋酸酐为酯化试剂、甲磺酸为催化剂制备淀粉醋酸酯,并以取代度为评价指标,分别研究了机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量及醋酸酐用量对木薯淀粉醋酸酯化反应的影响. 结果表明,机械活化对木薯淀粉酯化反应有显著的强化作用,活化时间越长,取代度越高. 主要原因是机械活化使木薯淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构受到破坏,降低了结晶度,酯化试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉醋酸酯化. 其他因素对淀粉酯化反应的影响规律受活化时间的制约,活化时间越长,酯化反应对反应温度、催化剂及醋酸酐浓度的依赖性越低. 并利用红外光谱对木薯淀粉、活化淀粉及高取代度淀粉醋酸酯的结构进行了表征.     

中低温氢还原铁矿微粉过程的实验研究与数值模拟

采用失重法研究了500~600℃条件下,H2还原铁矿微粉的反应过程. 针对气体浓度及反应热对铁矿粉还原过程的影响,提出了传热、传质与反应耦合动力学模型,以模拟铁矿微粉气相还原过程. 通过数值计算得到矿粉在不同温度下还原率随时间的变化规律,同时模拟了矿粉内温度变化与分布,以及气体浓度在微粒内部的分布与变化. 模拟结果表明,矿粉在600℃下完全还原时间仅为20 min,气体在15 min后全部扩散到粉粒中心.     

机械活化对木薯淀粉的溶解度及流变学特性的影响

对机械活化法制备冷水可溶性木薯淀粉及其淀粉糊的流变学特性进行了实验研究,分别考察了机械活化时间、温度对淀粉溶解度和活化淀粉糊流变学特性的影响.实验结果表明,机械活化使得木薯淀粉颗粒结晶结构受到破坏,糊化变易,可以在2 h内使淀粉的冷水溶解度达95%以上,同时所有的机械活化淀粉均呈现假塑性流体特征,符合幂定律τ=K γm,在本研究中,m值由未经机械活化时的0.172随着机械活化的进行可逐渐变到0.8022.这表明机械活化作用使木薯淀粉偏近牛顿流体,且活化时间越长、活化温度越高的样品,其糊的表观粘度越低,触变性和剪切稀化也越低.研究结果可为开发高反应活性的木薯淀粉产品提供理论依据和基础数据.     

机械力-微波活化对稀土尾矿NH3-SCR脱硝性能的影响

因为稀土尾矿中矿物复杂的连生关系,使其部分矿物在脱硝反应过程中并不能充分暴露发挥作用。本文采用机械力微波活化稀土尾矿,利用正交试验方法研究机械力微波活化参数对稀土尾矿NH₃-SCR脱硝性能的影响,借助XRD、SEM-EDS、H₂-TPR、NH₃-TPD、BET等表征手段分析了机械力微波活化对稀土尾矿性能的影响。实验结果表明,稀土尾矿对活化参数的敏感性为：球料比>转子转速>球磨时间=球直径比>微波焙烧时间=微波焙烧温度=微波焙烧功率,机械力微波活化最优参数为球磨2h、转子转速300r/min、球料比1∶1、球直径比1∶1∶1、微波焙烧温度250℃、微波焙烧时间20min、微波焙烧功率1100W,活化稀土尾矿脱硝效率最高提升了40%。活化后,稀土尾矿催化剂的比表面积、矿物分散度、表面酸性位数量和氧化还原性能均得到了提升,弱酸、中强酸和强酸活性中心均匀分布有利于脱硝反应。赤铁矿暴露程度越高,越有利于稀土尾矿脱硝反应过程。     

以硫铁矿烧渣为原料制备绿矾新技术

以硫铁矿烧渣为原料,采用机械活化硫铁矿还原法制备绿矾具有成本低、反应快、产品质量高等优点。在硫铁矿烧渣与硫酸反应后所得酸浸液中加入机械活化硫铁矿,当酸浸液组成为[Fe3+]=2.130mol/L、[Fe2+]=0.100mol/L、[H+]=0.700mol/L,反应温度为80℃,液固比为100∶20时,反应90min,Fe3+还原率达到99.05%,反应所得绿矾质量好于GB10531-89工业优等品。增加球料比、延长球磨时间、降低反应液固比、提高反应温度均有利于加快活化硫铁矿与Fe3+的反应速度,反应后硫铁矿仍具有良好的反应活性。     

高硅型铁尾矿机械活化效果及机理研究

为促进铁尾矿工程应用,以辽宁本溪高硅型铁尾矿为例,研究机械活化方式和活化时间对铁尾矿形貌及活性的影响。通过粒度分析、胶砂试验和石灰吸附测试等,探究机械活化对铁尾矿粒径分布、比表面积、活性指数和火山灰活性的影响;通过X射线衍射和扫描电镜分析,探究胶凝体系的水化反应机理。结果表明:机械活化可以优化铁尾矿粒径,提高颗粒圆度,降低颗粒表面结晶度,且粉磨40~60 min效果最佳;湿磨活化50 min时,活性指数达96.6%,火山灰活性大幅提升,湿磨活化效果显著优于干磨;机械活化促进了铁尾矿与水泥的二次水化反应,提升了胶凝体系性能。     

机械活化对黄铁矿热自燃动力学特性的影响

为了研究机械活化对黄铁矿氧化自燃反应动力学特性的影响,采用激光粒度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪对未活化和机械活化后的黄铁矿样品进行表征和热重分析,得到三种升温速率下的DSC与TG曲线,并对比分析了其特征点。运用Malek法推算出机械活化及未活化黄铁矿的最概然机理函数,采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth法计算得到三种升温速率下机械活化及未活化黄铁矿的活化能及其指前因子,从而获得黄铁矿的动力学方程,并代入原始数据进行验证,结果表明:在粒径相近的条件下,未活化黄铁矿的活化能比机械活化黄铁矿的大,但相差不大;机械活化与未活化黄铁矿氧化自燃的最概然机理函数为f(α)=(1-α)^(2)。     

氢气还原分解硫酸钙的热力学研究

运用热力学计算软件HSC对氢气还原硫酸钙进行了热力学研究。计算发现,加入氢气后硫酸钙的分解温度较自行分解所需的温度显著降低,且氢气浓度越低对硫酸钙反应越有利。根据热力学计算结果,利用磷石膏在流化床分解炉中进行热态试验,考察了反应温度、气体流量、床层高度对磷石膏分解时反应动力学的影响。实验结果表明,当气体流量242mL/min、床层高径比(H0/D)4.8、温度控制在1 000～1 050℃时,对于流化床中氢气还原分解磷石膏有利。     

含碳球团还原机理研究

在1223~1473K的N2气氛下研究了石墨粉粒度、铁精矿粉粒度、温度、碳含量对含碳球团还原速度的影响．结果表明，石墨粉和铁精矿粉粒度越小，还原温度和碳含量越高，含碳球团还原速度越大．基于碳气化反应、气相扩散和界面反应的含碳球团还原速度方程均能较好地处理本研究的数据。根据Arrhenius方程计算出的碳气化反应和界面反应活化能分别为227．7和294．14kJ／mol；计算出的气相扩散为限制环节的含碳球团还原活化能为391．26～411．37kJ／mol．因此本研究条件下含碳球团还原似应由气相扩散所控制．     

超细赤铁矿粉还原实验研究

基于铁矿石还原熟力学原理,研究了超细赤铁矿粉的还原温度.采用超级涡流磨,制得平均粒度为2 μm的超细赤铁矿粉.实验中采用氢气与CO两种还原性气体分别对不同粒径的铁矿粉进行还原实验,粒度分别为0.2 mm的赤铁矿粉和2μm的超细赤铁矿粉.研究发现,细磨的超细赤铁矿粉还原温度较低,在750℃左右即可全部还原.微米级的超细赤铁矿粉比毫米级的赤铁矿粉还原温度下降了100℃左右:同时氢气还原性能较CO要好,这是由于析碳反应的存在,CO还原过程中失重不稳定,而H2还原铁矿石则不会出现这种情况.这为下一阶段铁矿粉低温直接还原工业性试验奠定了基础.     

钛铁矿和高磷铁矿混合矿氧气顶吹熔融还原炼铁的工艺条件

采用氧气顶吹熔融还原法进行了高磷铁矿和钛铁矿混合矿炼铁的实验研究,考察了熔渣四元碱度、反应温度、碳氧摩尔比、通氧时间、保温时间和氧流量对炼铁效果的影响. 结果表明,提高反应温度、在一定范围内增加CaO加入量、提高碳氧摩尔比、延长通氧时间和保温时间、增加氧流量都能不同程度地提高铁还原率. 确定的合理工艺条件为：温度1500℃,碱度1.3,碳氧摩尔比1.0,保温时间30 min,通氧时间10 min,氧流量350 L/h,在此条件下渣铁分离较好,铁还原率达96.17%.     

加入聚乙烯的含碳铁矿球团的直接还原

以包头地区褐铁矿和无烟煤为主要原料,加入聚乙烯颗粒制成含碳铁矿球团,直接还原制备珠铁. 考察了还原温度、还原时间、配碳量及聚乙烯加入量对含碳铁矿球团直接还原的影响. 结果表明,影响含碳铁矿球团还原率的因素为还原温度、还原时间、配碳量、聚乙烯加入量. 最佳还原条件为C/O摩尔比1.2,加入聚乙烯量4%(w), 1350℃下保温5 min. 该条件下产物还原率最高,达99.87%. 加入一定量聚乙烯可缩短球团还原时间、降低还原温度、提高还原效率. 添加2% CaF2不仅使渣铁分离效果明显,且分离的渣可自然粉化,有利于筛分得到高品质珠铁.     

Kinetic Study of Nickel Oxide Reduction by Methane

The reduction of the nickel oxide, NiO, by methane was investigated in this work. The thermogravimetric technique was used for the determination of kinetic parameters for the reaction. The reaction was carried out in the temperature range of 600–725 °C, at atmospheric pressure with porous pellets prepared from nickel oxide powder with a mean particle size of 0.026 μm. The conversion‐time data have been interpreted by using the grain model. Complete conversion can be achieved in 11 min at 725 °C, which is shorter than the time required by carbon, i.e., ca. 120 min at 1000 °C. This faster reduction in comparison with carbonthermal reduction is attributed to the high carbon activity in methane. For the first order reaction with respect to methane concentration, the activation energy is found to be 63.9 kcal/g mol.     

在工业催化剂上水煤气变换反应宏观动力学

用内循环式无梯度反应器,在不同的反应条件下,测定了B106及B109两种型号的原粒度工业变换催化剂的宏观反应速率.根据实验数据关联出两种催化剂都适用的宏观动力学方程,求定了相应的模型参数.该式可用以模拟工业变换反应器.此外,并由实验数据计算了各种情况下的有效因子.整个实验及计算结果表明,这两种催化剂对气体的内扩散阻力都是相当大的.     

Pyrolysis of black liquor

Concentrated black liquor was pyrolysed in a semi-batch reactor in an inert atmosphere of nitrogen at 873–993 K. The effects of temperature and reaction time on the gas yields and compositions were studied. The main components of the gaseous product were hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide and sulphur-containing gases. The percentage recovery of energy was also determined. On the basis of the experimental runs, a reaction model was proposed for the kinetics of the pyrolysis reaction, and the activation energies and frequency factors of the rate constants were determined.     

机械活化法强化锂辉石矿相重构过程研究

近年来，随着新能源产业规模的持续扩大，全球消费市场对锂产品的需求迫切度也日益增加。锂辉石作为优质的提锂原料，其最新的提取加工技术一直受到重点关注。采用澳大利亚马里恩矿区的锂辉石矿，通过机械活化法强化其在碱性水热体系中的浸出过程，并分析其浸出行为。结果表明，当锂辉石粒度小于75 μm、氢氧化钠质量分数为25%、碱矿质量比为1.5∶1、反应温度为523.15 K、反应时间为8 h、反应釜转速为100 r/min时，锂提取率可达90.18%。Avrami-Erofeev动力学经验模型能够较好地描述采用机械活化法强化锂辉石浸出的过程，其反应表观活化能为41.739 kJ/mol。     

氮化铝粉末的制备及扩大实验研究

主要进行了碳热还原法制备氮化铝粉末扩大实验研究。研究了不同的铝源、碳源、氮化温度、保温时间、添加剂对合成氮化铝粉末的影响,并采用XRD、SEM、化学物理分析等手段对中试实验制备的氮化铝粉末进行分析。研究结果表明,采用经砂磨处理的铝源B（α-Al₂O₃）和3^#碳源（乙炔黑）为原料,有助于碳热还原反应;采用添加剂C可以降低反应活化能,提高氮化率;造粒工艺有助于扩大实验的碳热还原反应。     

Effect of heating rate and process atmosphere on the thermodynamics and kinetics of the sintering of pre-alloyed water-atomized powder metallurgy steels

During the sintering of powder metallurgy steels the full removal of the iron oxide layer is required in order to develop strong inter-particle necks. Although this iron oxide layer has low thermodynamic stability, its removal from the powder compact is a very complex process that is determined by a number of parameters such as temperature profile, sintering atmosphere, compact properties, powder properties, and additives. This paper summarizes these sintering parameters in correlation with the powder properties through the use of thermogravimetry analysis. In this work, hydrogen additions were identified as the most effective agent for the removal of the surface iron oxide during the early stages of sintering (at temperature range between ~300 and 600°C). The process depends on the heating rate and a rather low activation energy of 48 kJ/mol was determined for this reaction. Carbothermal reduction plays the largest role in the oxide reduction at high temperatures where two main reactions can be distinguished. The first was the reduction of the surface oxide residue and particulates, which occurred at temperatures between 950 and 1150°C. This reaction is characterized by an activation energy of 253 kJ/mol. Second was believed to be associated with the reduction of the internal oxides, occurred at temperatures above 1150°C. This reaction is characterized by rather high activation energy of 422 kJ/mol.     

铁矿石粉循环流化床煤基直接还原的实验研究

在小型循环流化床中对铁矿石粉在氮气气氛下用大同煤粉直接还原进行了实验研究,在800~950℃考察了反应温度对铁矿石粉的还原程度及还原产物微观结构的影响. 结果表明,随反应温度提高,铁矿石粉还原产物的金属化率及还原度均增加,800~850℃时增幅较大,850~900℃时增幅平缓,900~950℃时又出现较大增幅,950℃时达到63%的金属化率和87%的还原度;与还原前的铁矿石粉相比,还原产物的比表面积和总孔体积在800℃时均增加,而在其他温度时均减小,对应的平均孔径变化规律则相反.