汪清油页岩燃烧反应动力学研究

采用Pyris-1TGA热重分析仪测定汪清油页岩不同升温速率(20,50,80,100℃/min)下的一组燃烧TG曲线,根据Popescu提出的一种新的多重扫描法,将不同机理函数式进行线性回归。结果表明,该油页岩燃烧反应符合三维扩散机理,从而确定了该油页岩机理函数的积分式与微分式,获得了活化能与频率因子的值。取转化率为0.1,0.2,…,0.9,将冉全印-叶素温度积分近似式与所求机理函数结合,利用迭代法求出转化率-温度的理论值。结果发现,理论TG曲线与实验曲线吻合较好,表明了所求得的油页岩燃烧机理函数的合理性。     

芦竹燃烧动力学不同反应机理的研究

利用热重分析仪进行了芦竹的燃烧试验,采用Coats-Redfern法分析热重曲线,研究不同升温速率(10,20,30℃/min)对燃烧过程的影响。结果表明,芦竹燃烧过程可分为3个阶段,即水分析出、挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧三个阶段。主要反应集中在第二和第三反应阶段。随着升温速率的增大,最大失重速率增大,三个阶段向高温方向偏移。挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧阶段的反应机理均满足随机成核A3模型,挥发分析出及燃烧阶段的活化能平均值为21.49 k J/mol,频率因子变化为1.31×10~3~1.83×10~3min~(-1);焦炭表面燃烧阶段的活化能平均值为47.15 k J/mol,频率因子变化为325×10~3~74.9×10~3min~(-1)。     

油砂燃烧特性与动力学的分布活化能模型

采用美国Pyris1TGA热重分析仪对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性实验,并分析了升温速率等因素对油砂燃烧反应特性的影响,求得了着火温度、燃烧稳定性判别指数和燃烧反应性能参数等值。通过数据分析,利用分布活化能模型确定了印度尼西亚油砂在整个燃烧过程中活化能随着转化率的变化关系,反应初始阶段,2种油砂的活化能在50—90 kJ/mol之间;STB与STC转化率在0.28和0.27时活化能最大,分别为226 kJ/mol和103 kJ/mol。转化率大于0.6时,STB活化能为200 kJ/mol,STC活化能为160 kJ/mol。还分析了活化能和频率因子之间的补偿效应,为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

油砂燃烧特性与动力学的分布活化能模型

采用美国Pyris1TGA热重分析仪对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性实验,并分析了升温速率等因素对油砂燃烧反应特性的影响,求得了着火温度、燃烧稳定性判别指数和燃烧反应性能参数等值。通过数据分析,利用分布活化能模型确定了印度尼西亚油砂在整个燃烧过程中活化能随着转化率的变化关系,反应初始阶段,2种油砂的活化能在50—90 kJ/mol之间;STB与STC转化率在0.28和0.27时活化能最大,分别为226 kJ/mol和103 kJ/mol。转化率大于0.6时,STB活化能为200 kJ/mol,STC活化能为160 kJ/mol。还分析了活化能和频率因子之间的补偿效应,为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

芦竹燃烧动力学不同反应机理的研究

利用热重分析仪进行了芦竹的燃烧试验,采用Coats-Redfern法分析热重曲线,研究不同升温速率(10,20,30℃/min)对燃烧过程的影响。结果表明,芦竹燃烧过程可分为3个阶段,即水分析出、挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧三个阶段。主要反应集中在第二和第三反应阶段。随着升温速率的增大,最大失重速率增大,三个阶段向高温方向偏移。挥发分析出与燃烧及焦炭表面燃烧阶段的反应机理均满足随机成核A3模型,挥发分析出及燃烧阶段的活化能平均值为21.49 k J/mol,频率因子变化为1.31×10³3¹.83×101.83×10³min3min^(-1);焦炭表面燃烧阶段的活化能平均值为47.15 k J/mol,频率因子变化为325×10(-1);焦炭表面燃烧阶段的活化能平均值为47.15 k J/mol,频率因子变化为325×10³3⁷4.9×1074.9×10³min3min^(-1)。     

热重与差示扫描量热分析法联用研究城市生活垃圾中可燃物反应机理

对城市生活垃圾中 8种可燃物进行热重和差示扫描量热联用分析 ,得到了各种成分的燃烧特性参数 ,为垃圾焚烧设备的设计和运行奠定了理论基础。同时积分法和微分法相结合 ,选用合适的反应机理方程来求解反应动力学参数 ,避免了把机理方程限制为 (1 -α) n 和采用单一方法处理热重曲线而产生的误差。实验分析发现热重分析法和差示扫描量热分析法具有较好的互补性     

锅炉飞灰含碳量偏高的热重研究

利用热重分析仪对某电站用煤进行了热解和燃烧特性的热重实验研究。借助TG、DTG和DTA曲线,结合不同的燃烧特性判据,判别和比较了2个煤种的热解及燃烧性能,同时验证了不同判据的可靠性。     

拟合模型对PA66/PET合金峰分离结果的影响探讨

采用转矩流变仪制备了不同质量比的聚酰胺66/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PA66/PET)合金,并进行了差示扫描量热(DSC)测试,通过耐驰峰分离软件将测得的DSC曲线中2组分重叠的熔融峰进行准确地分离,同时能够输出分离后各单峰熔融温度、峰面积及占重叠峰面积的百分比等有价值信息,探讨了5种不同的数学拟合模型的分离效果。结果表明,选用Fraser-Suzuki分布模型进行计算处理,拟合后的曲线与原始曲线重合度最高,得到的相关系数最高,平均拟合误差最小。     

油砂沥青质对油砂沥青中甲苯残留的影响

利用热重质谱联用仪（TG-MS）分析了三种油砂沥青（印尼油砂沥青、伊朗油砂沥青、加拿大油砂沥青）中的甲苯残留以及油砂沥青质含量对油砂沥青中甲苯残留的影响,并在此基础上,进一步研究了油砂沥青质中的甲苯残留。结果发现,不同油砂沥青中甲苯残留量存在一定差异,其中印尼油砂沥青中的甲苯残留量最多。进一步对沥青质质量分数分别为10%、19%、30%的油砂沥青样品进行热重质谱实验,发现随着油砂沥青中沥青质含量的增加,甲苯的残留量会成倍增加。以加拿大油砂沥青质为例,研究了油砂沥青质对溶剂残留的影响,发现油砂沥青质具有对甲苯分子的夹带能力,导致甲苯分子在超过自身沸点40℃以上才能从沥青质中分离出来。油砂沥青中其他组分的存在也会加剧沥青质对甲苯的夹带作用。此外,研究还发现,在350~650℃时,油砂沥青质可以热解产生甲苯,而且油砂沥青中的沥青质含量越高,热解生成的甲苯越多。     

工业蜂窝型煤燃烧特性的热重分析及动力学研究

为了研究工业蜂窝型煤的燃烧特性,自行设计了一种能够进行较大量物料(20 g左右)热重分析的实验系统;采用对称—单纯形设计法优选出4种试样,利用自设系统结合热重分析试验方法,研究了纯氧气气氛下、恒定升温速率10℃/min条件下,试样从100℃升至900℃过程中的燃烧动力学特性,得到了4种试样的燃烧热重曲线;采用单一升温速率法(Coast-Redfern)和回归分析方法,计算出4种工业蜂窝型煤的燃烧动力学参数;结果表明:工业蜂窝型煤的燃烧过程大致可分为挥发分的析出和燃烧(275～380℃)、焦炭表面燃烧和燃烬(400～580℃)两个阶段,4个型煤试样燃烧过程均符合多段一级反应机理,平均表观活化能E_m分别为73.17kJ/mol、76.09 kJ/mol、91.28 kJ/mol和71.62 kJ/mol。     

Coking of bitumen from Athabasca oil sands. 1. Effect of calcium hydroxide and other reagents

Coke from Athabasca oil sands has limited use as a boiler fuel because of excessive emission of sulphur dioxide during combustion. When the oil sands bitumen is mixed with a small quantity of a suitable reagent such as calcium hydroxide and carbonized in a laboratory unit at ≈ 475 °C, the resultant coke has significantly reduced sulphur dioxide emission during combustion. The organic sulphur of the bitumen is converted to calcium sulphide and sulphate. Further, the addition of this reagent leads to a substantial increase in the yield of liquid products during carbonization. The calcium hydroxide may catalyse the cracking of asphaltenes thereby leading to the increased recovery of liquid distillate.     

油页岩及其半焦混烧特性的热重试验研究和动力学分析

利用热重分析仪对桦甸油页岩燃烧时的双峰现象以及与其500℃半焦按不同比例混烧时单样相互影响程度、颗粒特性、着火温度和燃烧特性指数进行了考察;利用DAEM模型解析了混烧动力学参数。结果表明：油页岩燃烧DTG曲线在500℃附近的双峰活性参数值相差不大,分别为0.79和0.73,反映油页岩燃烧DTG曲线双峰归因于脂类有机质与干酪根中芳香烃的燃烧;混样中各单样在不同温度段相互影响程度不同,表观影响程度系数f的值均小于1。在燃烧过程中颗粒的缩核形状和表面分形维数并不是固定不变的,在低温段接近长圆柱体,在高温段接近平板,当浓度级次β=0.6时,低温段分形维数接近3,在高温段接近1;着火温度随半焦掺混量的增加呈线性递增;混样燃烧特性指数介于单烧之间并且存在掺混效果明显区;试样表观活化能在燃烧前期变化比较缓慢并呈下降趋势,大约在60～90 kJ·mol^-1之间,在后期剧烈增加,当转化率在0.60～0.75之间时表观活化能从80 kJ·mol^-1剧增到200 kJ·mol^-1。     

Two classes of anionic surfactants and their significance in hot water processing of oil sands

In hot water flotation of bitumen from Athabasca oil sands, two types of primary oil recovery response to sodium hydroxide addition are identified. Natural carboxylate surfactants can promote bitumen separation and flotation under certain process conditions, while a second, more polar, class of natural anionic surfactants can promote separation and flotation under different process conditions. As a result, some oil sands exhibit two recovery peaks as a function of sodium hydroxide addition. The phenomena are explained in terms of different sodium hydroxide additions required to reach critical surfactant concentrations specific to each surfactant class. The concept provides a means for interpreting a wide range of processibility phenomena.     

煤、油页岩和石油焦混烧特性及其动力学

为了充分利用劣质燃料油页岩和难以利用的高硫石油焦,以煤、劣质燃料油页岩及高硫燃料石油焦的混合燃料为研究对象,采用热重-差热的试验方法和差减微分法,对其混烧特性曲线和混烧特性机理进行分析,计算出试样各种燃烧特性参数及燃烧动力学参数。结果表明:煤、油页岩、石油焦的质量比为1∶6∶3的混烧试样S7的DTG曲线先后出现挥发分的析出着火燃烧峰和剩余固定碳的着火燃烧峰;煤、油页岩、石油焦的质量比为6∶3∶1的混烧试样S4的可燃特性指数及着火特性指数均大于油页岩及石油焦的值,而且混合试样的燃尽指数均大于煤及石油焦的值,同时,混合样品的综合燃烧特性指数均大于油页岩的值;试样S4的活化能最小,该混合试样的燃烧反应最容易进行。只要煤、油页岩及石油焦混合比例适当,其混合燃烧特性将优于油页岩及石油焦单独的燃烧特性。     

国内外油润性油砂分离的研究进展

介绍了国内外典型油砂的结构和基本组成,对油润性油砂的传统分离方法进行了评价和比较,并对近几年针对油润性油砂分离开发的新型工艺、助剂及其机理进行了综述,最后指出了油润性油砂分离的未来发展趋势,以期为我国油砂资源的开发提供一定的借鉴。     

世界油砂勘探开发和综合利用

文章重点阐述了油砂作为一种非常规能源,全球资源量丰富,发展前景巨大。目前油砂开采技术上已取得突破,开采成本大幅度降低,通过对油砂的发展现状和全球几个主要油砂储最丰富的国家进行油砂地质分布等阐述,阐明其备自资源量和相关开采等政策,同时分析了油砂发展过程的不足和风险,说明油砂的未来发展趋势。     

准噶尔盆地西北缘风城油砂特征及水洗分离实验研究

准噶尔盆地西北缘风城地区油砂资源丰富,油砂含油率平均在10％以上,油砂品位较高,实验发现该区油砂适合水洗分离,分离过程中油砂沥青膜首先在表面活性剂的作用下,通过搅拌剪切力剥离作用而形成沥青液滴,从而使油-砂呈现分离状态,分离方式包括油-砂较完全分离方式和油-砂不完全分离方式,且2种方式同时存在,油砂分离主要受硅砂与沥青相互作用力和油砂粒径分布的影响,相同条件下,油砂粒径越大分离效果越好.     

物质对油砂热解特性的影响

油砂的开采和提炼是解决当前能源紧缺的重要途径。采用X射线衍射技术（XRD）和热重分析仪（TGA）分别对油砂酸洗前后样品的矿物质组分及其热解特性进行了研究,结果表明：油砂内在矿物质主要为方解石、石英、黄铁矿和黏土矿物等。经HCl/HF酸洗后,能够脱除油砂大部分内在矿物质组分;油砂热解过程可分为两个阶段,即脱水阶段和热裂解阶段;采用Coast-Redfern积分法求解出了油砂热解过程主要阶段的动力学参数活化能和指前因子,发现酸洗后油砂样品的活化能有着不同程度的增加。研究结果为油砂的工业化提供了一定的理论基础。     

油砂分离技术研究进展

随着常规能源的日益枯竭,油砂作为一种储量巨大的非常规能源,其重要性逐渐提高。本文介绍了油砂分离技术,主要涉及热碱水水洗分离技术、溶剂萃取技术、热解干馏技术、超声波分离技术以及离子液体辅助分离技术;提出油砂热解干馏的实质是催化裂化;并分析了现有油砂分离技术存在的问题,提出油砂分离的新方向,为油砂的开发利用提供参考。