高二氧化碳浓度下石灰石的热分解反应动力学

用热重分析仪,在升温速率5～20K/min范围内,研究CO2浓度对石灰石热分解反应动力学参数的影响及高CO2浓度气氛下两种化学成分与矿物组成不同的石灰石的热分解反应动力学。采用改进的双外推法计算这两种石灰石的热分解反应动力学参数。结果表明:石灰石热分解反应的活化能与气氛中的CO2浓度呈指数增加关系;在高CO2浓度气氛条件下石灰石的热分解过程机理模型为随机成核和随后生长模型,得到了反应机理函数,CO2浓度不同,反应级数不同,反应级数的变化范围为2/5～2/3;CO2浓度越高,石灰石热分解的活化能越高,反应级数越大;在相同CO2浓度气氛条件下,石灰石中含有一定量白云石有助于其分解反应的进行。     

大粒径石灰石热分解动力学研究

主要研究大粒径石灰石的煅烧特性,采用热重分析仪研究了5种不同粒径石灰石的煅烧过程。石灰石粒径分布在0.5~10 mm,煅烧温度在900~1 050 ℃。研究结果表明,粒径越小温度越高石灰石分解速率越快,而且粒径和煅烧温度对石灰石热分解机理也有明显的影响。粒径小温度高时反应符合随机成核和随后生长机理模型,粒径大温度低时反应符合相界面反应机理。当粒径为0.5~1 mm时反应活化能很小,随着粒径的增大反应活化能有所增加,粒径在1~5 mm时活化能变化不大,粒径继续增大（5~10 mm）活化能增大了1倍。     

二氧化碳浓度对石灰石分解反应动力学的影响

基于石灰石热重-差示扫描量热（TG-DSC）分析结果,分别在不同浓度的二氧化碳（二氧化碳与空气的混合气）气氛下对石灰石进行热分解特性研究。TG和DSC分析结果表明,碳酸钙分解是吸热反应,反应温度范围为750~950 ℃;提高升温速率,反应进程加快,TG曲线向高温区移动,DSC曲线吸热峰和吸热面积明显增大;反应气氛中二氧化碳浓度提高,TG曲线稍微向高温区移动,反应起始温度相同,反应终止温度相差约20 ℃。在高浓度二氧化碳气氛下,石灰石分解遵循随机成核和随后生长模型。此研究结果可为进一步优化石灰石煅烧工艺以及煅烧炉的设计提供理论支持。     

覆铜板半固化环氧树脂热反应级数的研究

采用热重（TG）分析以不同的升温速率（5、10、15、20、30℃/min）分别在氮气气氛和空气气氛下对覆铜板中双氰胺固化环氧树脂热分解行为进行研究,根据TG曲线,采用Coats-Redfern和Ozawa热分析处理动力学数据的方法,计算环氧树脂热分解过程中的反应活化能E、反应级数n及频率因子A。结果表明,空气气氛下5%～30%的失重率下反应表观活化能在355.0～366.5 J/mol之间,频率因子A所对应的ln A值在4.987～6.810之间;氮气气氛下5%～30%的失重率下表观活化能在297.0～357.4J/mol之间,频率因子A所对应的ln A值在4.985～7.093之间;环氧树脂的热裂解反应和热氧化分解反应均为一级反应。研究发现,随着环氧树脂失重率的增加,氮气气氛下热分解活化能略有提高,而空气气氛下的活化能几乎不变。该研究为环氧树脂的热分解提供了重要的动力学参数。     

石灰石在二氧化碳与空气混合气氛下的分解动力学

采用热重-差式扫描量热分析（TG-DSC）,分别在空气气氛和81%空气-19%二氧化碳混合气氛下,对 4种不同品质的石灰石进行热分解特性研究。结果表明,在空气气氛中,石灰石分解遵循相边界一维反应模型,即 G（α）=α;在81%空气-19%二氧化碳气氛中,石灰石分解遵循随机成核和随后生长模型,即G（α）=-ln（1-α）。在81%空气-19%二氧化碳气氛中,较高的二氧化碳分压延迟了碳酸钙的分解,使得石灰石分解的开始温度比空气气氛中高200 ℃左右,分解活化能约为空气气氛的3倍,且粒径大到一定程度后活化能变小。碳酸镁的存在可以促进碳酸钙的分解。在81%空气-19%二氧化碳气氛下,适宜的石灰石粒度为小于0.105 mm,适宜的分解控制温度为890 ℃。     

高温煅烧下快速加热石灰石的热分解反应动力学

利用大功率高温碳管炉,将石灰石快速置于高温环境中煅烧,借助于热重分析技术,通过"模式配合法"和"等转化率法"研究了石灰石在高温(1 200~1 500℃)下快速分解的动力学机理。结果表明:实验条件下的石灰石热分解反应机理属于随机成核和随后生长机理模型,机理函数方程为G(α)=[–ln(1–α)]~n;温度在1 200~1 350℃之间和1 350~1 500℃之间时石灰石分解反应级数n分别为2/3和1;温度对石灰石分解反应活化能的影响远大于粒径的影响;随着煅烧温度的提高,Ca O晶体逐渐发育变大,气孔开始收缩,外层石灰出现过烧现象且随温度升高愈发严重,石灰石分解出的CO2向外扩散困难,这使得较高温度下的石灰石分解反应活化能比低温度下的分解反应活化能大。     

石灰石分解特性的热重法研究

利用NETZSCH-409C型差示扫描量热仪对湖北、山西地区6种石灰石的热分解特性进行了实验研究．结果表明，升温速度快时，石灰石的分解速度也快；石灰石的颗粒越细，分解速度越快；石灰石在模拟空气气氛中的分解速度比在氮气中分解速度稍快；含有碳酸镁的石灰石分解速度比不合碳酸镁的石灰石分解速度快．研究同时发现，用740℃的失重速率来表征石灰石分解的难易程度，结果不受外因影响．     

惰性气氛下CaSO4热分解动力学机理的研究

在升温速率为5～20K／min的条件下采用综合热分析仪对平均粒径为8．934μm的CaSO4颗粒的分解进行研究。对于N2气氛中不同升温速率下CaSO4的热分解，采用没有任何假设或近似处理的动力学积分式和精确度很高的温度积分近似式，迭代计算得到了不同机理函数所对应的动力学参数。将升温速率外推为零，得到了理论上系统处于热平衡状态下的活化能和指前因子。同时，应用双外推法，在没有假定机理函数的情况下，得到了CaSO4分解的活化能随转化率的变化规律，将转化率外推为零，得到了理论上新物相形成时的活化能（992．15kJ／mol）。将热平衡状态下的活化能与新物相形成时的活化能相比较，确定了Nz气氛下CaSO4分解机理最可能是成核与生长机理。     

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。     

聚酰胺固化环氧树脂的热分解动力学研究

利用热重分析(TG)采用不同升温速率(10,15,20,25℃/min)分别在空气和氮气气氛下对聚酰胺固化环氧树脂热稳定性进行了研究.采用Coats-Redfem和Ozawa热分析处理动力学数据的方法,计算了环氧树脂热分解反应活化能E、反应级数n及频率因子A.求得空气气氛下5%～30%的失重率下反应表观活化能在70.3...     

水泥生料分解动力学的研究

应用高精度热重仪对水泥生料及其石灰石在氮气气氛、不同升温速率下的分解动力学进行了研究，采用普适积分法、微分方程法以及多重速率扫描Kissinger法相结合的方式确定分解机理，求解动力学参数。研究结果表明：水泥生料及其石灰石分解符合相边界反应的收缩圆柱体反应机理，并且还发现活化能E和指前因子A随试验条件的改变呈规律性的变化。     

石灰石和氧化钙脱除H_2S和COS动力学研究

向煤气化炉中喷入石灰石或氧化钙粉是脱除煤气中含硫化合物最简便的方法之一。文中采用热重分析仪在常压(绝压为0.1 MPa)下对石灰石和氧化钙分别脱除H2S和COS的反应进行了动力学研究。实验条件为:温度1 025—1 450 K、H2S和COS的分压范围0.000 3—0.001 5 MPa、颗粒粒径为0.84—1.0 mm。结果表明,石灰石和氧化钙与H2S和COS的反应均表现为一级反应;与CaCO脱除H2S和COS的反应相比,CaO3脱除H2S和COS反应的初速率几乎快10倍。在0.105—1.0 mm粒径范围内的实验表明,CaO脱除H2S和COS的反应与颗粒粒度成反比关系。     

Thermogravimetric analysis of longan seed biomass with a two-parallel reactions model

The kinetic analysis of pyrolysis process of longan seed was performed in a thermogravimetric analyzer. All experimental runs were carried out by using an initial sample mass of 15 mg and final temperature of 650 °C under the inert atmosphere of nitrogen. Particle sizes in the range from 0.05–2.1 mm and the heating rates from 5–100 °C/min were employed to investigate their effects on the thermogram and the kinetic parameters. The TG curves generally showed sigmoid shape and displayed one major peak in DTG curve. The main devolatilization of longan seed occurred over the temperature range of 210–330 °C. It was found that heat transfer resistance in a particle could be reduced either by decreasing the size of particle or increasing the heating rate. The thermal decomposition of longan seed could be well described by the two-parallel reactions kinetic model. This analysis of reaction kinetic gave the values of activation energy for the decomposition of the two fractions in the model corresponding closely to those of hemicellulose and lignin.     

升温速率对HDPE、ABS和EVA热失重的影响

采用ZRY-2P型高温综合热分析仪,选用动态模式,对HDPE、ABS和EVA在200～600℃下进行了热分解测试。结果表明:快速升温将热分解推向高温区,反应滞后,热分解速率没有明显增快;多阶热分解反应,慢速升温使曲线更为精确;根据不同材料选择合适的升温速率。     

磷石膏制备纳米氧化钙基二氧化碳吸附剂工艺的优化

随着化学工艺的发展和成熟,磷石膏制取氧化钙逐渐成为常见的制备方法。对此技术工艺优化,对反应时间、反应温度、二氧化碳通量、搅拌速度进行单因素实验,得出不同因素对纳米氧化钙二氧化碳吸附颗粒的影响。得出结论:搅拌速率越慢越好,杂质含量越少越好;纳米氧化钙基二氧化碳吸附剂的粒径越小,其吸附量就越大,吸附速率也越快,其稳定性也就越高。     

Kinetic study of the thermal decomposition process of calcite particles in air and CO2 atmosphere

The thermal decomposition process of calcite particles (0.45–3.60 mm average diameter), made up of porous agglomerates of very small CaCO₃ microcrystals, was studied in the 975–1216 K temperature range. The experiments were carried out under isothermal conditions in air atmosphere, in CO₂ atmosphere, as well as in a gas stream comprising different concentrations of air and CO₂.An equation is proposed that relates the calcite conversion degree to both reaction time and operating conditions. The equation satisfactorily fits to the experimental results obtained in the entire tested range of particle sizes and temperatures in all the studied carbon dioxide concentrations.     

针状海绵态铁粉的研制及其在热电池中的应用

实验考察了针状FeOOH铁黄前驱体粒度及形貌的影响因素,确定了其优化制备工艺条件为：FeCl3×6H2O与CO(NH2)2摩尔比1:(1.5~4.5),水热反应温度90℃,反应时间24 h. 在550℃下CO还原1 h后再用H2还原4 h,可得针状海绵态铁粉,其比表面积(15.8 m2/g)是普通铁粉的6倍以上,因而点火灵敏度高,燃烧充分,发热量大、持续时间长,使热电池的寿命增加近20%,是适用于长寿命热电池的高性能发热材料.