椰衣微波热解工艺的响应面法优化及液体产物组成分析

利用Box-Behnken试验设计，采用响应面法对椰衣微波热解工艺进行优化，考察了热解温度、氮气流速、升温速率和热解时间对液体产物产率的影响。试验结果表明：回归方程模型拟合较好且显著。各个因素对液体产物的产率影响的主次顺序为热解温度>氮气流速>热解时间>升温速率。最佳热解条件为热解温度550℃、氮气流速80 mL/min、升温速率20℃/min、热解时间25 min，在此条件下液体产物产率为38.28%。对液体产物的性质和组成分析发现：优化条件下得到的液体产物中含水量为14.32%，pH值为3.78，热值为24.61 MJ/kg。通过GC-MS对液体产物进行分析，最佳条件下得到的液体产物中主要含有酚、醛、酸、酮类化合物，分别为84.35%、6.01%、3.37%、2.05%，其中酚类化合物的量最高，包括苯酚（33.51%）、对甲酚（9.71%）、2-甲氧基苯酚（10.99%）和4-乙基-2-甲氧基苯酚（5.57%）。     

基于热分析法的神府粉煤低温热解影响因素研究

利用TG-DTG热分析仪对神府粉煤热解特性进行实验研究,考察升温速率、煤样粒径和载气流速对神府粉煤热解过程的影响,并通过正交实验确定最大失重速率的最佳条件.热重实验结果表明:升温速率、煤样粒径和载气流速对热解失重均有影响.升温速率和载气流速增大,热解失重量减少.粒径对热解失重率的影响呈抛物线分布,最大热解失重量存在最佳粒径,本实验所研究的粒径小于0.84mm的神府煤,热解过程中最佳粒径为0.25mm~0.42mm.正交实验结果表明:升温速率是影响煤热解过程的主要因素,其次是粒径,载气流速对热解影响最小;当神府煤的煤样粒径为0.25mm~0.42mm、升温速率为30℃/min、载气流速为120mL/min时,热解失重速率最大,为4.95%/min.     

生物质微波热解影响因素的研究

针对大尺寸生物质热解的特点,采用预热工艺和热解工艺相结合的方法,对木渣进行了微波热解。在此基础上,系统研究了热解温度、微波功率、升温速率、预热时间、预热温度等工艺参数对热解产物分布及其组成的影响。实验结果表明,在预热温度160℃,预热时间15 min,裂解功率400 W,裂解温度600℃,升温功率1 000 W的条件下,得到生物油最大产率47.2%,生物炭产率为24.35%,合成气产率为28.45%。生物油成分主要为芳香族化合物和呋喃类化合物。     

废弃离子树脂热解实验研究

以废弃离子树脂为研究对象,进行了热解实验研究,考察了热解温度(350℃、360℃、380℃、400℃、450℃)及升温速率(1℃/min和3℃/min)对离子树脂热解过程和产物的影响,并对热解产物进行了分析。实验表明,从380℃到400℃,废弃离子树脂的热解有明显变化,颜色从亮黑色变为黑灰色,收率从89.3%降至80.6%,粒径从586μm降至564μm;热解温度越高,升温速率对热解产物的粒径影响越大。     

印尼褐煤的热分解特性研究

采用热重分析和热解实验对印尼褐煤的热分解特性进行研究,探讨了印尼褐煤的热解机理、升温速率和热解终止温度对热解过程的影响.结果表明,印尼褐煤的热失重过程包括水分蒸发、挥发分析出和焦炭形成三个阶段;在温度低于300℃时,印尼褐煤以水分蒸发和脱除吸附小分子气体为主,300℃时开始微热解反应,400℃时热分解反应剧烈.在同一热解温度条件下,升温速率为10K/min～20K/min的慢速升温热解过程中,焦油产率维持在8.5%(质量分数)附近,升温速率对热解产物产率的影响较小;在400℃～600℃的低温热解范围内,热解终止温度对焦油产率影响较小,但热解气体产率随热解终止温度的增大而增大,而半焦产率却随之降低.     

褐煤热分析及热解过程析出气体的实验研究

利用热重法对褐煤进行热解实验,并通过动力学分析得出适合该煤种热解的温度区间;利用自建的固定床热解装置在该温度范围内考察热解终温、恒温时间、升温速率对乌拉盖褐煤热解产物产率和析出气体组分的影响。实验表明:褐煤热解过程主要分为3个阶段;在300~550℃热解时最剧烈;热解终温对产物产率和析出气体组分影响明显,恒温时间的影响不大,升温速率仅对气体组分影响明显。     

生物质烘焙处理的能量平衡分析

基于烘焙过程分析,建立了生物质烘焙处理的能量平衡计算方法,结合固定床烘焙实验结果,研究了烘焙温度和保温时间对杨树枝烘焙特性、烘焙所需热及3种烘焙产物能量分布的影响,探讨了杨树枝烘焙处理的能量平衡. 结果表明,烘焙温度是影响生物炭得率、热值和能量分布的主要因素,随烘焙温度提高,杨树枝炭得率显著降低,液体产物和气体产物逐渐增加,杨树枝炭和不凝气体产物的热值显著增加,而液体产物热值变化不大. 烘焙产物中,杨树枝炭的能量显著高于液体和气体的能量. 随烘焙温度升高,杨树枝烘焙的能量平衡率先快速升高后趋于平稳,在温度225℃、保温时间30 min的条件下,烘焙可获得64.0%的杨树枝炭,能量平衡率约为2.5,烘焙所得液体和气体产物的燃烧热完全能满足杨树枝烘焙能量自给的需要.     

玉米秸秆成型颗粒烘焙工艺优化及产品质量分析

以质量产率、能量产率、高位热值为评价指标,对热解温度、升温速率、保留时间进行正交实验,确定了玉米秸秆成型颗粒烘焙最佳工艺条件.结果表明,热解温度290℃、升温速率7.0℃/min、保留时间45 min时产品综合性能最好,热值为20.32MJ/kg,能量产率为75.37%.产品含水率、平衡含水率、吸水率、耐久性、跌落强度等质量指标分析表明,烘焙玉米秸秆成型颗粒具有优良的贮藏、运输性质.     

轮胎热解焦镍催化剂的制备及在秸秆热解燃气重整中的应用

以废弃汽车外轮胎热解后的副产物轮胎碳为原料,利用均匀沉淀法制备以轮胎焦(Tyre char,TC)为载体的负载型Ni/TC催化剂,采用EDX、SEM、XRD、TG、BET手段对催化剂进行了表征与分析,同时使用管式炉测试了Ni/TC催化剂在秸秆热解中的催化性能,并考察了热解温度,保温时间,镍负载量,使用时间对秸秆热解燃气重整效果的影响。研究结果表明;Ni/TC催化剂存在Ni-3ZnC_(0.7)结构,活性组分负载良好,分散均匀,热稳定性好,比表面积为51m~2·g~(-1)。催化剂活性测试显示:Ni/TC催化剂用于作物秸秆气化燃气重整具有极强的催化活性,可显著提高燃气中可燃气体含量;气化温度在750℃、保温时间20min、30%的Ni负载量时Ni/TC催化剂的催化效率最高,连续使用850min后,燃气中的H_2含量仍相对提高到50%以上,催化活性依然较强且趋于稳定。     

单颗粒油页岩热解产物影响因素试验研究

油页岩是我国重要的非常规油气资源,其开发利用对缓解我国能源短缺问题具有重大意义。油页岩灰分高,使油页岩热解过程中气相物质在颗粒内受到的传质阻力较大,影响热解产物的分布。搭建了单颗粒油页岩热解试验台,针对灰层传质阻力对单颗粒油页岩热解特性的影响进行试验研究,对油页岩热解过程提供更本质的理解,为热解模型搭建提供基础,重点探究颗粒粒径、热解温度等因素对热解产物分布的影响,得到不同气体流速、颗粒粒径和热解温度下单颗粒油页岩热解产物的分布。研究发现,气体流速对油页岩颗粒热解产物分布影响不大;随着颗粒粒径增加,热解一次产物在析出颗粒前,发生更多热解二次反应,通过复杂的热解二次反应使部分热解产物重新被固定于半焦中,导致产物中页岩油比例下降、气体比例增加。颗粒粒径越大,在高热解温度下热解二次反应越明显,导致粗颗粒热解产物中页岩油比例随热解温度的升高,呈先升后降的趋势,而细颗粒热解产物中页岩油的比例随着热解温度的增加而增加。     

NiO/EVM催化剂的制备及其在秸秆热解中的应用

通过均匀沉淀法制备了以膨胀蛭石(EVM)为载体的NiO/EVM催化剂。采用XRF、XRD、SEM、BET对催化剂进行了表征。研究煅烧温度、热解温度、保温时间、镍负载量、循环次数等因素对秸秆催化热解制备合成气的影响。结果表明,NiO/EVM催化剂活性组分负载良好,分散均匀,比表面积为23.1 m²/g;煅烧温度400℃、热解温度800℃、镍负载量20%、保温时间20 min时,NiO/EVM催化剂的催化效率最高;与不添加催化剂相比,H_2的含量从21.20%增加到36.76%,CO的含量从27.13%增加到35.93%;连续再生循环使用6次后,合成气的含量仍相对提高36.5%。     

煤与生物质共热解的协同特性研究

通过对玉米秸秆和平顶山烟煤在不同粒度及升温速率下的热重分析,说明平顶山烟煤和玉米秸秆最大失重率对应的峰值温度分别为500℃和350℃左右,二者热解温差较大,无法形成协同作用;在达到相同失重量的情况下,热解温度越高,其升温速率也越高。在一定升温速率下,随着粒度的变化,玉米秸秆的热解温度变化不大,而平顶山烟煤的变化相对较大。通过对比实验1(将样品从常温加热至850℃并保温30 min)和实验2(直接放入850℃高温中并保温30 min)的挥发分,说明实验2的挥发性物质比实验1平均值升高约1.75%;随着混合物中煤质量分数的增加,实际挥发物质比理论挥发物质总体有升高趋势,说明生物质的存在对煤的热解有一定程度的协同作用。     

大丝束聚丙烯腈基预氧丝炭化研究

采用正交实验法研究了炭化温度、炭化时间、升温速率等因素对两种聚丙烯腈基预氧丝炭化产物结构和性能的影响.结果表明,进口东邦48 K大丝束聚丙烯腈基预氧丝环化程度优于国产吉林6 K小丝束聚丙烯腈基预氧丝,在炭化温度950℃,升温速率4℃/min,保温时间10 min条件下,炭化可取得最佳性能,炭化产物纤维拉伸强度达2.96 GPa,而国产吉林6 K小丝束在炭化温度1 100℃,升温速率4℃/min,保温时间5 min条件下炭化产物性能最佳,产物炭纤维拉伸强度近3.80 GPa.伴随两种预氧丝炭化过程,纤维颜色加深,表面缺陷减少,拉伸断裂模式均由假塑性向脆性过渡,为复合材料低成本开发中预氧丝坯体制备与炭化工艺提供了参考依据.     

基于Py-GC/MS的玉米秸秆快速热解实验研究

以玉米秸秆为原料,利用Py-GC/MS设备在不同热解条件下进行快速热解实验,并对热解气相产物进行在线检测分析,考察了热解时间、热解温度及ZSM-5催化剂对玉米秸秆热解特性及热解产物分布的影响。实验结果表明：热解温度越高,热解反应越充分,且热解温度为550℃时对应的热解产物品质最高,其中芳香族化合物最高达28.3%;随着热解时间增加,热解反应不断加剧,且热解时间为10 s时对应的热解产物品质最高,产物中酮类化合物最低为11.8%,芳香族化合物含量最高,可达28.3%;ZSM-5催化剂可显著促进二次反应中缩聚反应生成苯环,且能够促进一系列芳构化反应,脱除含氧芳香族类化合物中所含的氧元素,生成大量芳香烃类化合物,具有良好的催化脱氧性能,能够有效提高热解产物品质。     

废轮胎热解条件的分析与优化

本文采用正交试验方法,对以油品和炭黑为目的产品的废轮胎热解过程进行了研究,分析了温度、载气流速和粒度对热解产物的影响。结果表明,在热解温度为550℃,载气流速为80 mL/min,颗粒为16目的条件下,油品和炭黑的收率分别达到46.1%和38.12%。     

酸性糠醛残渣热解实验及热解炭性能研究

为解决糠醛渣的堆放及资源的合理利用,以糠醛渣为研究对象,分别在同步热分析仪及管式炉上进行热解实验研究,主要考察热解终温、升温速率、碳酸钠含量对糠醛渣热解产物分布及热解炭性能的影响。同步热分析仪分别以10—40℃/min的升温速率升高到850℃(10℃/min添加碳酸钠);管式炉上以10℃/min的升温速率到达热解终温300—600℃。结果表明:热重分析确定热解失重过程为干燥段、挥发分逸出段、热解炭化段3个阶段,确定主要热解温度区间为300—600℃。添加碳酸钠后抑制水分的析出,失重变化率峰值变大,表明碱金属钠盐促进纤维素的分解。随着热解温度的升高热解碳的p H值逐渐增大,热解温度为400℃时达到最高的亚甲基蓝脱色率44.4%。热解炭可进一步用于活性炭染料吸附。     

生物质热裂解实验研究

介绍了用于生物质热解的试验装置及试验方法,研究了升温速率、加热终温两种因素对秸秆和锯末热解产物的产率及其质量的影响,试验结果表明两种不同生物质热解产物得率的变化规率基本一致,热解温度控制在300℃～400℃温度内,热解气产率最大,热解温度越高,热解产气量越大,测验结果还表明,常见热解条件下的生物质热解表现为四个阶段的反应特点。     

热处理工艺对纳米γ-氧化铝粉体性能的影响及优化

以异丙醇铝水解得到的水合氧化铝为原料,利用正交实验考察了焙烧条件(焙烧终点温度、升温速率、终点温度保温时间、277℃保温时间和590℃保温时间)对γ-氧化铝粉体性能的影响。结果表明:焙烧终点温度和升温速率对γ-氧化铝粉体性能的影响显著,终点温度主要影响氧化铝的结晶度、晶粒大小以及比表面积;升温速率则主要影响晶粒大小和粉体的团聚粒径。终点温度越高、升温速率越慢,晶体的晶粒越大,晶体发育趋于完整,比表面积下降,粉体的团聚现象得到明显改善。最佳工艺条件:焙烧终点温度为850℃,终点温度保温时间为30 min,升温速率为3℃/min,277℃和590℃均不保温。     

玉米秸秆棒状燃料热解过程和产物特征研究

以玉米秸秆棒状燃料为原料,在固定床反应器上探究热解温度对玉米秸秆棒状燃料热解过程和热解产品性质的影响。研究发现,随着热解温度的升高,热解气体产量增加,固体炭产量逐渐减少,生物油产量先增后减在450℃时达到最大值35.61%。对固体炭进行工业分析,发现其灰分含量较高;FT-IR分析表明:玉米秸秆棒状燃料的热解反应主要发生在650℃之前;SEM图显示断截面表现为蜂窝状的孔结构。生物油的GC-MS分析表明:在250~750℃下生物油的组成主要是呋喃、酮、醛和酚类等含氧化合物,其中酚类和呋喃类化合物是含量最多的物质;而在850~950℃下以多环芳烃类化合物为主。热解气的主要组成是CO₂、CO、CH₄和H₂,同时有少量的C₂H_n化合物,在250~450℃范围内,气体的主要组成是CO和CO₂,随着温度升高,CO、H₂、CH₄和C₂H_n逐渐增加,热解气的热值逐渐增加,在650℃下气体产品的热值已达到13.05 MJ/m³,当温度大于650℃后,热值增加速率变慢。     

山楂核热解特性及其产物研究

为研究山楂核热解特性及其产物分布规律,在不同升温速率及不同热解终温条件下对山楂核粉末进行热重分析,并用自制小型固定床热解炉对山楂核粉末进行了热解实验,考察了热解终温和升温速率对山楂核热解的三相产物产率的影响,结果表明：热解终温对焦油产率影响不大,对热解气和焦炭产率有显著影响,随着热解终温的提高,焦炭产率降低,而热解气产量增加。同一热解终温条件下,随着升温速率由5℃/min增加到10℃/min,焦油产率增加（热解终温600℃时,增加量约6个百分点）,焦炭和热解气产率降低,并且热解终温越大,升温速率对焦油产率影响越大;同时,提高热解终温和升温速率会使反应速率增大。