峰值分析法在聚乳酸热解特性研究中的应用

建立了一种利用热重微分曲线上的特征点以分析热解动力学的研究方法,该方法利用峰温度、峰高和峰值转化率来确定动力学参数。理论证明了峰特征点和动力学参数之间的关系;并通过聚乳酸热解动力学的实验研究,验证了该关系式的合理性。结果表明,聚乳酸的表观活化能为264.35kJ·mol~(-1),表观指前因子为7.89×10~(21)s~(-1),反应级数为0.9415。另外,理论DTG与实验值结果拟合效果良好。     

铜渣催化甲烷二氧化碳重整的热力学及动力学分析

以铜渣作为甲烷二氧化碳重整的催化剂及热源,考察其催化重整活性,并对铜渣进行了XRD,SEM,BET,H2-TPR分析表征。实验结果表明,铜渣在高温段具有较高的催化活性,当铜渣温度为1 200℃时,甲烷、二氧化碳转化率分别为87.5%和85.2%。同时,对铜渣催化甲烷二氧化碳重整进行了热力学及动力学分析,得出铜渣从1 200℃降至600℃过程中余热利用率为22.93%,铜渣催化该重整反应的活化能为213.90 k J·mol~(-1),反应速率常数k=2.19exp(-213.90/RT)。     

生物柴油臭氧氧化裂解的传质-反应动力学

提出以生物柴油为原料臭氧氧化裂解制备壬二酸单甲酯的新工艺。在双搅拌釜中,从乙酸、丙酸、己酸、壬酸4种溶剂中筛选出乙酸作为反应溶剂;进一步研究该工艺两步气液反应的传质-反应动力学。结果表明:两步气液反应的传质-反应动力学区域均为快速拟一级反应区域;在T=305 K下,第1步臭氧化反应的二级反应速率常数k_2=1.39×10~4m~3/(kmol·s),增强因子E与液相双键浓度C_(BL)的关系为E=427.16C_(BL)~(1/2),R~2=0.98;在T=363 K下,第2步臭氧氧化物氧化裂解反应的二级反应速率常数k_2=3.87×10~4m~3/(kmol·s),增强因子E与液相臭氧化物浓度C_(BL)的关系为E=359.44C_(BL)~(1/2),R_2=0.99。     

铪吸氘反应动力学研究

利用金属氢化物热力学和动力学参数测试实验系统,通过反应速率分析方法,测定了铪在恒容系统和573～873K温度范围内氘化反应的压强.时间变化关系,计算出铪在初始压强13 kPa和573、673、773、873 K温度下吸氘反应的速率常数分别为0.0530、0.0452、0.0319和0.0261s-1,进而得到铪吸氘反应表观活化能为(-10.1±1.5)kJ·mol-1.与同一装置上取得的钛氘化反应结果进行比较,说明两个反应的动力学机制不同,铪氘化反应速率主要受相变和表面过程控制.     

基于逐级裂解气质联用和热重质谱联用技术的杉木热解特性研究

利用逐级裂解气质联用(stepwise Py-GC/MS)和热重质谱联用技术(TG/MS)对杉木的热解特性进行了研究。结果表明,杉木热解主反应温度为250～430℃,随着升温速率的增大,热解起始温度和终止温度均向高温侧移动。对杉木慢速热解过程进行了动力学分析,得到3种升温速率下对应的活化能分别为83.99,88.87,91.98kJ/mol。杉木逐级裂解主要液体产物有乙酸、1-羟基-丙酮、糠醛、雪松醇、左旋葡萄糖和4-羟基-2-甲氧基肉桂醛等,各温度段产物分布各不相同。在杉木慢速热解条件下,左旋葡萄糖发生二次反应,液体产物中存在很多芳香类物质。     

以多孔陶瓷为载体的V2O5-WO3-SiO2/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO的实验研究

采用多孔陶瓷载体担载V2O5-WO3-SiO2／TiO2催化剂研究NH3选择性催化还原气体中的氧化氮，在固定床积分反应器中考察了温度、NH3投入量、接触时间对SCR反应的影响，实验结果表明，多孔陶瓷载体可提供较大的比表面积，催化剂活性组分负载均匀；催化剂具有良好的催化活性，催化剂能在适宜反应条件下：反应温度、接触时间、n(NH3／NO)分别是350℃，0．8～1．0s，1．25：1，此时NO转化率可达90％以上。并根据实验结果进行了反应动力学行为的分析，求出了动力学参数。     

市政污泥干燥特性的实验研究和模拟分析

采用薄层干燥的方式对嘉兴市某污水处理厂的脱水市政污泥在不同厚度和温度下的干燥特性进行实验研究,并通过引入薄层干燥模型,对薄层市政污泥干燥过程进行模拟分析。结果表明:厚度越小或干燥温度越高,污泥干燥速率越快。当温度从70℃上升到130℃时,最大干燥速率从0.025 87 g·(g·min)~(-1)上升到0.081 58 g·(g·min)~(-1);从节能角度考虑,温度过高会导致有更多的能量消耗在污泥干质上,不利于能量的有效利用;Midilli模型很好地描述了市政污泥含水率的变化与时间的关系;应用Fick扩散定律推导出70～130℃下薄层市政污泥干燥的水分有效扩散系数变化范围为5.96×10~(-9)～3.24×10~(-8) m~2·s~(-1),并利用Arrhenius方程建立有效扩散系数与温度的关系,得到薄层市政污泥水分扩散的活化能为31.32 kJ·mol~(-1)。     

生物质裂解油催化裂解精制机理研究(Ⅲ)——生物质裂解油模拟物的催化裂解机理

分析生物质油6种模拟物在裂解温度500℃,不同质量空速条件下的催化裂解产物。不含芳环的生物质油模拟物(乙酸、甲醇、环戊酮和糠醛)经过HZSM-5分子筛催化剂催化裂解后的产物中,均含有苯、萘、茚和多环芳烃及其衍生物,而苯酚和间甲酚经过HZSM-5分子筛催化裂解后,产物中主要是酚类化合物。根据模拟物催化裂解产物,推测不同类型化合物的催化裂解反应途径,说明生物质裂解油催化裂解精制反应过程主要发生脱氧和芳烃化反应,为生物质油催化裂解精制机理研究提供了理论依据。     

环己烷催化脱氢反应的动力学研究

针对有机液体脱氢技术,研究了以Raney-Ni为催化剂,在"湿-干多相态"反应模式下的环己烷脱氢反应.考察了在不同环己烷用量以及不同温度条件下环己烷脱氢反应的动力学,初步建立了脱氢反应动力学模型.研究表明:理论模型与实验结果吻合较好,Raney-Ni对环己烷脱氢反应具有很好的催化作用;在多相态反应模式下,环己烷的脱氢反应可分为两个阶段,即多相态反应阶段(液-固)和气相反应阶段(气-固);催化剂表面形成的多相态条件与环己烷用量及反应温度密切相关.模型分析得到在多相态条件下,反应温度为280～340℃时,Raney-Ni催化环己烷脱氢反应的活化能为29.11kJ·mol-1.     

生物油催化裂解的动力学分析

以CaO·MgO混合物为催化剂,采用热重分析法探讨了混合物中MgO含量对生物油催化裂解反应速度和最终残留率的影响.实验结果显示,生物油的热重变化过程可以分为室温～200℃范围内的挥发阶段和200～520℃范围内的热裂解阶段.在热裂解阶段中,反应速率常数和温度的关系可以用Ardaenius方程式表示.在MgO含量为50%的CaO·MgO混合物的催化作用下,生物油热裂解反应活化能从无催化剂时的20.9kJ/mol降低到16.5kJ/mol,最终相对残留率降低到0.75.MgO含量为38.7%的煅烧白云石是有效的生物油裂解催化剂.