玉米秸秆燃烧特性的实验分析

利用热重分析仪对玉米秸秆在以20℃/min、40℃/min的升温速率下进行了燃烧实验。对玉米秸秆的燃烧失重过程进行了分析并且得到燃烧失重特征参数。根据TG-T和DTG-T曲线,将玉米秸秆开始燃烧后的失重区分为3个部分:挥发分、固定碳剧烈失重区间和这两个区间中的缓慢失重区间。对挥发分、固定碳剧烈失重区间各自建立了相应的燃烧反应动力学方程,得到了不同温度区间的表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理。     

秸秆热解特性及热解动力学研究

用热重一差热分析仪对玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析试验.试验结果表明,玉米秸秆的热解过程主要分为脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段.升温速率在5 K/min、10 K/min和30 K/min时最大质量损失速率对应的温度分别为318℃、325℃和341℃.在热重试验的基础上,分别采用Coats-Redferrl法、最大速率法和分布活化能模型等不同的动力学处理方法对秸秆热解进行了动力学计算,并用Malek法对机理方程进行筛选,得出了不同升温速率下连续的一级反应动力学模型.     

碳热还原法合成TiB_2的反应动力学研究

采用TG-DSC热分析仪,对碳热还原法合成TiB2的反应混合物进行了热重分析,采用全程等温热重法,对碳热还原法合成TiB2的反应过程进行了动力学研究,并对反应产物进行了XRD分析。研究结果表明,碳热还原法合成TiB2的反应过程分为三个阶段:第一个阶段试样单位面积的失重与反应时间成抛物线关系,反应速率由碳的扩散过程所控制,反应的表观活化能为168.36kJ/mol;第二阶段试样单位面积的反应失重与时间成线性关系,反应速率由化学反应速率所控制,反应的表观活化能为165.28kJ/mol;第三阶段试样单位面积的失重与反应时间成抛物线关系,这一阶段的反应速率由碳的扩散过程所控制,反应的表观活化能为218.47kJ/mol。     

生物质成型燃料热解与燃烧特性研究

利用NETZSCH STA409PC型热重-差热分析仪对由木屑、秸秆等农林废弃物制成的生物质成型燃料的热解与燃烧过程进行热重分析。对TG、DTG曲线进行分析,结果表明生物质成型燃料热解过程分为干燥、热解与炭化3个阶段,热解过程随着升温速率升高出现热滞后现象。对热解剧烈失重区间建立了反应动力学模型,求解出此温度区间的表观活化能、频率因子等动力学参数,生物质成型燃料燃烧过程出现两次明显失重过程。     

含油污泥大物料热重实验研究

为了更加接近于实际过程的物料热解析出特性,在自行设计的平台上进行了大物料含油污泥的热重实验研究。结果表明,随着升温速率和粒径的增加,含油污泥的主要失重区间向高温区域移动,其热重的活化能E为14.4~35.81kJ/mol,指前因子A为37.87~844.1s-1,E与lnA之间呈良好的线性关系,符合动力学补偿效应;与微量热重相比,含油污泥大物料热重的失重特性刚开始滞后于微量热重,随后这种趋势逐渐减弱,大物料热重反应活化能与指前因子数值均小于微量热重。     

玉米秸秆热解特性的实验研究及动力学分析

采用TA-Q500型热重分析仪,在升温速率分别为20、40、80、100℃/min的条件下对玉米秸秆进行了热解实验,研究其热解特性,并分别应用Popescu法、Flynn-WallOzawa(FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法求解了热解反应动力学的最概然机理函数、活化能与指前因子。结果表明:反Jander方程三维扩散机理为理想的最概然机理函数;随着升温速率的增加,样品失重曲线向高温侧移动,初始热解温度、失重高峰温度及终止温度均有所升高,热解反应活化能也呈逐渐增加趋势。     

石灰石固硫特性热分析评估

在改进的热天平上,测定石灰石的热解和固硫反应热重曲线,并经对曲线进行回归处理．给出了石灰石热解的动力学方程;提出石灰石固硫热重曲线的“分段”分析方法。对在不同条件下得到的CaO与SO的反应进行机理分析。     

石灰石固硫特性热分析评估

在改进的热天平上,测定石灰石的热解和固硫反应热重曲线,并经对曲线进行回归处理,给出了石灰石热解的动力学方程;提出石灰石固硫热重曲线的“分段”分析方法,对在不同条件下得到的ＣａＯ与ＳＯ２的反应进行机理分析。     

生物质秸秆与煤混合的反应动力学研究

通过热重分析得到了生物质秸秆与煤混燃的反应动力学参数,分析认为,生物质的掺混能够改善煤的燃烧性能,主要体现在热解(挥发分析出)阶段,在焦炭的燃烧阶段没有明显体现;不同混合比对混合燃料燃烧性能的影响因素不同,在掺混比例较小时,主要是降低燃料的活化能,在掺混比例较大时,主要是增大反应的频率因子。     

温度对CaCO3分解反应动力学参数的影响

采用自建的大剂量热重分析仪对分析纯CaCO3进行煅烧分解的热重试验,得到了温度对CaCO3分解过程动力学参数的影响规律.分析结果表明:CaCO3分解反应性指数随温度升高呈阶段性增长,而动力学参数随温度升高呈阶段性减小,但均可分为3个阶段,且不同阶段的温度转折点相同；相边界反应(圆柱形对称)机理较适合N2环境气氛下CaCO3热分解反应,反应活化能和指前因子的对数随温度的升高变化规律相似,二者线性关系良好,存在动力学补偿效应；根据补偿系数推导出CaCO3煅烧的等动力学温度约842℃,反应速率常数为0.104 9 min-1.     

生物质与煤混合热解特性的研究

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(麦秆、棉秆和杨木屑)、两种不同变质程度的煤以及两者混合物的热解特性进行了研究。试验升温速度5℃/min,终温850℃。结果表明:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高,随煤变质程度提高,TG曲线向高温区移动,热解温度升高,最终失重率减小,试验无烟煤和烟煤的最终失重率分别为17%和30.07%。生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征,但从实际微分曲线与按比例折算后的曲线比较结果看,400℃之前,生物质对煤的热解影响不明显,在400℃之后,生物质的加入对煤的热解产生抑制作用,煤的热解速率降低,煤的挥发分越低,抑制作用越强。     

混煤热解反应动力学特性研究

利用热天平试验测试数据，采用Coats-Redfern积分方法求解无烟煤和烟煤不同比例混煤的热解动力学参数。在整个活泼热解阶段，无烟煤和烟煤的活化能与其热解反应性的对应关系发生了歧变，无烟煤具有较低的活化能，而烟煤具有较高的活化能。煤的热解机制在不同的反应阶段是变化的，通过热分析手段所得的动力学参数反映的是整个热解区域的平均值。对混煤热解进行分段拟合处理的结果表明，混煤在低温段热解机制为一维扩散模型；中、高温度段热解机制为3级化学反应模型。研究结果表明不能仅从活化能数据判断无烟煤和烟煤混煤热解反应性的高低。     

污泥燃烧的热重实验研究

为了解某污水处理厂的污泥的热解特性,利用热天平对污泥进行了热重实验研究。从实验曲线可以看出,在20℃/min和40℃/min的升温速率下,干燥污泥存在3个失重峰;对实验数据进行了分析处理,采用微分法确定了热解反应的机理方程,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A。     

锰离子及过氧化氢对质子交换膜稳定性的影响

采用热重及红外光谱技术研究了全氟磺酸离子膜与锰离子及过氧化氢溶液的相互作用,使用热重分析法(TGA)考察了锰离子、过氧化氢浓度及浸渍时间对膜稳定性的影响;热重分析表明降解膜磺酸基团热解峰温几乎消失,在高温区生成新的热解峰温。测定了腐蚀膜的扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)、阻抗电导率和热寿命。等温质量损失表明在空气气氛及200℃时,腐蚀前后膜的红外光谱振动峰没有变化,但是在315℃受热时,-CF2-基团在1 210 cm-1处伸缩振动峰强度下降67.7%;在空气气氛中等温失重膜的转化率远大于在氮气气氛中的非等温失重。     

应用TG-FTIR研究鹤岗烟煤的热解特性

采用TG-FTIR联用技术研究了鹤岗烟煤的热解过程。研究表明,在升温速率为30℃/min时,该煤的热解过程可以分为4个阶段,其中在430～650℃区间发生剧烈热解反应,DTG曲线在489℃时出现最大值。热解气体的逸出情况由FTIR进行实时检测,并且定性分析了CH4、CO2、CO和焦油的析出情况。通过比较TG/DTG曲线和FTIR数据,发现TG和FTIR的分析结果是一致的。假定煤热解反应为一级反应模型,分不同的温度区间采用Coats-Redfern法求解煤热解反应动力学参数,计算结果与实验符合较好。     

热解过程中玉米秆颗粒孔隙结构的演化

利用氮气等温吸附/脱附法(-196 ℃)和扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)等研究了热解过程中玉米秆颗粒孔隙结构的演化,并用分形维数来描述焦颗粒内部孔隙表面形态的复杂程度。结果表明,热解温度对生物质焦的孔结构和表面形态有显著影响。在热解过程中,焦中孔的形状发生了一定的变化,各种孔的比例有了较大变化,且孔径有先变小后变大的趋势。高温导致焦颗粒发生塑性变形,使得孔隙扩大和孔表面更加光滑。随着温度的升高,玉米秆焦的BET比表面积经历一个先减小后增大再减小的过程,500 ℃以前,孔容积的变化规律与比表面积相近,但当温度高于500 ℃时,比表面积在减小,而孔容积在增大。通过分形FHH方程回归得到的分形维数DFHH能较好地表征颗粒内部孔隙表面的分形特征。其分形特征与热解温度密切相关,分形维数DFHH的变化与BET比表面积SBET有一定关联。     

稻壳热解特性及动力学研究

对稻壳在升温速率分别为20 K/min、30 K/min和50 K/min的情况下进行热重实验,分析结果表明稻壳热解分为3个阶段:失水干燥阶段,挥发分析出段和碳化阶段。通过Coats-Redfern(C-R)法和Malek法进行热解机理的确定及动力学参数的计算,发现其反应机理为球形对称的相边界反应R3,同时求出表观活化能E和频率因子A。最后通过求解热解动力学方程对C-R法求解得到的稻壳热解动力学参数进行验证,发现模型计算的结果与实验值吻合良好,说明用C-R法结合Malek法选出的机理函数可以较准确地描述稻壳的热解过程。     

基于介电响应的油纸绝缘寿命预测方法

油纸绝缘是油浸式电力变压器的重要组成部分,其绝缘寿命受热老化因素影响很大.因此,针对不同温度、不同含水率下的油浸纸板的寿命预测问题进行分析,提出一种应用平移因子和纤维素反应二阶动力学方程预测不同温度、不同含水率下的油浸纸板寿命的方法.首先,针对不同含水率的油浸纸板进行变温介电谱测试和130℃条件下的加速老化试验;其次,...     

垃圾衍生燃料热解热重实验研究

本实验用热重分析法对含75%布、含50%、67%、75%、100%生活垃圾的RDF样品的热解进行研究,通过分析不同热解终温、不同升温速率、不同物料比、添加污泥与添加废石灰对RDF热解过程的影响,分析TG和DTG曲线的变化和特征点温度及不同阶段样品质量变化,计算热解率,研究表明,①热解终温增加,TG曲线向低温区移动,热解率增大,其中最大可达98.6%;②升温速率增加,热解反应向高温区移动,说明升温速率越低,越有利于热解反应进行;③对于生活垃圾与生物质不同配比的RDF热解,生活垃圾比重的增加导致TG曲线向高温区移动,挥发分析出温度延后;④添加污泥的RDF与添加废石灰的RDF相比,热解更充分,热解率由77.14%上升到92.46%。     

过氧化钙对煤粉燃烧效率的影响

利用热分析法研究了过氧化钙(CaO2)的分解及其对煤化程度不同的煤粉燃烧效率的影响,分析了CaO2的助燃催化作用机制。结果表明,CaO2分解温度区间与煤粉的挥发分析出温度区间较为吻合,CaO2分解释放的氧气可促进热解气体的氧化反应和固定碳的燃烧反应,催化煤的燃烧释热。动力学计算表明,CaO2可降低燃烧各阶段反应活化能,提高燃烧过程的反应速率。比较分析发现,煤的热分解过程与CaO2的分解过程的协同程度和煤的着火方式对此助燃催化有重要的影响。