浸后铝用阳极焙烧热解行为研究

采用Coats-Redfern近似的热解动力学分析模型,对浸后阳极进行了热重分析,比较三种升温速度下试样的失重特点。结果表明,浸后阳极失重过程分为三个阶段,降低升温速度可使沥青热解反应提前开始,并提前结束,减少热分解量,降低最大失重速率,提高残炭率。在沥青热解反应第二阶段适当降低升温速度,确保热解反应充分完成,有助于提高浸后焙烧后阳极的增重率以及各项物化性能,而在热解反应的第一阶段(室温～200℃)以及第三阶段(550～750℃)可适当提高升温速度,以减少浸后焙烧周期,减少焙烧能耗。浸渍剂沥青的热解反应属于一级反应,随着升温速度的降低,活化能呈减少趋势,反应更加容易进行,反应更充分。     

升温速率及热解温度对煤热解过程的影响

为了研究煤热解过程中升温速率及热解温度对热解产物分布及热解过程吸热量的影响,采用热重和热红联用技术对煤热解过程进行了分析.研究了不同升温速率和热解温度对煤热解过程的气态产物分布的影响,并对所产生的焦炭性质进行了分析.结果表明:煤的整个热解过程的吸热量随升温速率的增加而减小;煤热解产生的焦油组分含量包括芳香族、脂环族和脂肪族含量达到最大值所对应的热解温度随升温速率的增加产生滞后现象,但是煤热解产生的煤气成分随着升温速率增加而急剧释放;随着热解温度的升高,焦炭结构逐渐致密,裂纹及裂缝产生,芳香晶核增大,同时焦炭中的氧和氮含量由于含氮和含氧化合物的继续分解而降低.     

竹材热解过程的动力学

在不同升温速率（5、10、20、30 K•min^-1）下,对竹材进行TG、DTG分析.试样从313～650 K的升温过程经历了水分析出﹑第一步热解和第二步热解过程.用Levenberg-Marquardt方法对非等温动力学过程进行数据拟合,结果表明,半纤维素在较低温度下热解,仅生成挥发性组分,表现为第一步热解,可以用简单一级反应描述;纤维素和木质素在较高温度下热解,表现为第二步热解,是竞争的平行一级反应,产物分别是挥发性组分和竹炭.第一热解过程与热解升温速率有关,而第二热解过程与升温速率无关.     

升温速率对煤沥青热解缩聚的影响

用TGA对煤沥青的热失重过程进行了研究，分析了煤沥青的热解缩聚特征，并对中温沥青和改质沥青热解缩聚行为进行了比较，研究了升温速率对煤沥青热解缩聚的影响，发现快速升温使煤沥青组份更多地分解逸出，不利于提高煤沥青的结焦值。     

高性能炭材料生产用煤沥青的研究

研究了软化点在评价煤沥青聚合程度中的作用；描述了热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为，分析了中温煤沥青热聚合改质过程中各种沥青组分随热聚合温度和热聚合时间的转变规律，探讨了QI组分影响煤沥青热聚合改质的机理，认为原料煤沥青所含原生QI炭微粒促进了热聚合改质过程中煤沥青芳烃分子的聚合；描述了煤沥青的流变性能及其在炭材料实际生产中的意义，研究了中温沥青和改质沥青高温流变性能的差异，探讨了硬脂酸和油酸对煤沥青的改性作用；分析了煤沥青的热解缩聚特征，研究了升温速率对煤沥青热解缩聚的影响。     

利用热重-红外联用对生物质热解特性研究

采用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究不同升温速率对生物质热解特性影响。以氮气为载气,在室温和600℃区间,以3种升温速率(10,30,50℃/min)对生物质试样(麦秆)进行热解实验,确定了生物质起始分解温度,热解失重主要发生在快速热解阶段,升温速率越高,热解起始温度和失重速率越大;热解气体通过FTIR分析结果表明,热解初始阶段的气态产物主要是水蒸气和少量的CO及CO2,随着温度的升高,热解的主要气态产物变为CO、CO2、CH4以及小分子烃类。     

利用热重-红外联用对生物质热解特性研究

采用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究不同升温速率对生物质热解特性影响。以氮气为载气,在室温和600℃区间,以3种升温速率(10,30,50℃/min)对生物质试样(麦秆)进行热解实验,确定了生物质起始分解温度,热解失重主要发生在快速热解阶段,升温速率越高,热解起始温度和失重速率越大;热解气体通过FTIR分析结果表明,热解初始阶段的气态产物主要是水蒸气和少量的CO及CO2,随着温度的升高,热解的主要气态产物变为CO、CO2、CH4以及小分子烃类。     

沥青树脂热解缩聚行为和流变性能研究

对沥青树脂热解缩聚过程和流变性能进行了分析，试验结果显示，沥青树脂的热解缩聚可分为熔融及轻质组分脱除、剧烈热分解和缩聚成焦三个阶段。在第1、第3阶段，升温速率对沥青树脂的影响较小，在第2阶段，升温速率加快，导致沥青树脂开始失重温度向高温区移动，失重速率随之增大。选取沥青树脂作为浸溃剂，其浸溃温度确定为260℃，可使浸渍时沥青树脂处于较好的流动状态。     

沛城煤矿天然焦的热解特性

天然焦是一种热值在18～28 MJ·kg-1 的化石燃料，虽储量丰富，但多被弃用，有待于开发利用。采用TG-FT-IR联用技术在Thermax500 型加压热重分析仪上比较徐州沛城煤矿天然焦与徐州韩桥烟煤的热解过程，并利用VECTOR 22 型红外分析仪对热解产物进行了分析。考察了升温速率、热解终温、颗粒尺寸和压力对天然焦热解特性的影响。结果表明，与煤的热解过程不同，天然焦的热解没有半焦形成阶段，只包括了2 个不同的脱气阶段；随升温速率的提高，TG曲线向高温区偏移，升温速率对天然焦挥发分的析出量几乎没有影响；热解终温对试样挥发分析出量的影响较为明显，高温时，试样颗粒在显微镜下呈现出丰富的微孔结构，有利于挥发分的析出和还原活性的提高；颗粒粒度的减小有利于挥发分的析出；低于某特定温度，热解压力的影响较弱，当温度继续升高，压力的影响逐渐明显。     

非等温热重分析长焰煤热解过程与动力学特征

为提高煤热解过程中焦油的产率,用非等温热重分析方法研究了不同粒径、热解终温和升温速率条件下长焰煤的热解过程和机理,分析了20和100℃/min升温速率下长焰煤热解过程特征,并求解了热解动力学参数。结果表明,煤颗粒在2.8mm以下时,粒径对热解过程影响较小;热解终温越高,热解最终固体产物中挥发分产率越低;升温速率越快,挥发分的析出速率越快。在同一升温速率下,不同热解温度段得到的活化能呈现两头大中间小的特征,且指前因子随活化能的增大而增大。     

沥青热解模型

沥青是制备炭材料的重要前驱体之一,深入理解其炭化行为有助于控制炭产品性能。采用峰值分离的方法对沥青的DTG曲线进行分解,得到3个部分交叠的温度区间,用三阶段连续伪组分反应动力学模型拟合发现,3个阶段均是一级反应。并对2.5 K/m in至10 K/m in加热速率下的热质量损失曲线进行计算,结果与实验数据吻合良好。对炭化过程中挥发分形成的气泡的生长动力学进行理论计算,结果表明,气泡的直径随温度升高单调增加,沥青的热解质量损失率是气泡生长的控制因素。相同热解温度下,气泡外围的液体径向速度随加热速率的增加而成倍增加,因此加热速率应该遵循"两头快,中间慢"的原则。     

热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为的研究

在20升热聚合反应釜中对中温煤沥青进行热聚合改质处理，研究了热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为，讨论了煤沥青结焦值随聚合时间和聚合温度的变化，并找出了热聚合改质过程中煤沥青结焦值和甲苯不溶物之间的关联性。     

煤沥青球的氧化不熔化过程特性

氧化不熔化过程是煤沥青基球状活性炭制备中的核心工艺,对其过程特性和动力学机理的认识是实现氧化过程工艺优化的关键。本文以煤沥青萃取球为原料,通过实验研究,重点探讨了粒径范围、升温速率和氧化温度对其氧化不熔化过程的影响,并确定氧化动力学参数及其反应机理函数。结果表明：氧化不熔化过程可分为轻组分热解、初步氧化、氧化增重和恒温氧化失重4个阶段。煤沥青球经过氧化不熔化后,C、H含量减少,O含量增加,表面光滑平整。减小粒径并选取合适的升温速率（0.25～0.5℃·min^-1）以及氧化温度（275～325℃）,更有利于氧化不熔化快速稳定地进行。粒径范围为0.3～0.6 mm的煤沥青球在升温速率为0.5℃·min^-1、氧化温度为300℃的条件下活化能最小,各个阶段的值分别为83.34、293.19、302.25和357.05 kJ·mol^-1。     

浮选对煤热解过程中NH_3生成的影响

介绍了采用固定床反应器对神东、新疆和小龙潭原煤及其浮选后所得精煤和尾煤在873K～1 173K温度、420mL/min Ar气氛下热解NH_3生成的实验研究。结果表明,浮选得到的精煤和尾煤在热解过程中释放的NH_3量与原煤释放的NH_3量相比不同,且随煤的变质程度的变化而变化;浮选改变了NH_3的生成率,但没有改变其随温度的变化趋势。精煤、尾煤与原煤一样,在快速热解过程中,NH_3的生成由进样阶段决定。煤氮生成NH_3的转化率均随着温度的升高而增大,但高于1 173K时,NH_3的生成率变化不大;精煤在程序升温热解和快速升温热解过程中,生成的NH_3均比原煤少,尾煤在两种热解条件下表现不同。实验证明,浮选改变了NH_3的生成率,而且NH_3的生成率和煤中所含的S及矿物质有关。     

Formation of porosity and change in binder pitch properties during thermal treatment of green carbon materials

The formation of porosity during heat treatment of an extruded mixture of coke particles and a binder pitch was investigated using image analysis of polished cross-sections of shaped samples. The porosity due to pitch devolatilisation takes place during a rather narrow interval of temperature when the sample is heated at 12 K/hour. Only a small fraction of pores is formed when the shaped sample is submitted to an intermediate isothermal step which allows the departure of volatile compounds from the binder. Physico-chemical changes occurring in the pitch during pyrolysis were followed by measuring glass transition temperature in relationship with weight loss. The results indicate that in sufficiently slow heating conditions, low molecular compounds essentially diffuse through the fluid pitch and evaporate at the external surface of the sample during pyrolysis. As a result, no marked porosity is formed during baking. In contrast, a high heating rate allows low molecular mass compounds to accumulate inside the sample and the formation of a significant porosity is due to the evaporation inside the shaped sample of accumulated low molecular mass compounds.     

精制沥青中间相热转化的研究

用程序升温对精制沥青中间相热转化过程进行研究，揭示了中间相转化的机理，发现了中间相热转化过程的规律。     

不同废旧电路板的TG行为研究

用电路板做为研究对象,去除其电子元件和金属元件,用钳子分解为直径为3 mm左右的碎片。用热重-差热分析仪对其进行热解,考察了热解温度、气氛流速、升温速率对热解的影响。结果表明,升温速率为影响电路板热解最重要的因素,升温速率慢有利于电路板的热解,热解时间越久热解越完全,热解率随着气流速度的增大而先上升后下降。废旧电路板的主要热解温度在350~700℃。     

改质沥青生产工艺的比较与应用

介绍了改质沥青的生产原理及我国目前改质沥青的生产现状,分析了各种改质沥青生产工艺的优缺点。改质沥青有多种生产方法,国内大部分厂家目前仍采用釜式连续加热聚合法,日本及欧美等国家则采用比较先进的热沥青循环聚合法和真空闪蒸法。通过对比,指出了焦油连续加热聚合法和真空闪蒸法是适合我国国情的发展趋势较好的两种工艺。