常见农林生物质稻草的催化热解动力学特性

采用热重法对稻草的催化热解特性及反应动力学进行了研究。同时采用Coats-Redfern法对稻草的催化热解过程进行了拟合计算,得到稻草热解的活化能和指前因子。结果表明,酸洗脱灰后稻草热解的初始温度和结束温度都有所升高,稻草的热解反应活性明显降低,热解曲线向高温区移动;而金属盐的加入使稻草的热解曲线向低温区移动,反应活性增加。酸洗后稻草热解活化能升高,加入不同浓度的钾离子、钙离子和镁离子后求得的活化能明显降低,而且加入金属离子的浓度越高,稻草热解的活化能越低。     

小麦与玉米秸秆的热解过程及其动力学分析

采用热分析仪,通过研究在氮气气氛下,升温速率分别为20、40、60和80℃/min时小麦和玉米秸秆的热解过程得出：小麦和玉米秸秆的热解过程可以分为预热解、快速热解和慢速热解三个阶段;随着升温速率的升高,热解最大速率增加,其对应的温度向高温区移动,活化能和指前因子增大,动力学拟合直线的相关系数降低。     

玉米秸秆颗粒热解活化过程的热力学和动力学研究

利用热重分析研究了玉米秸秆颗粒制备活性炭的热解和活化过程.热解采用氮气为保护气体,升温速率 K/min,终温723 K,恒温时间30 min.热解过程主要发生在40～620 K之间,热解炭材微孔结构和机械强度良好.活化采用CO2为活化剂,升温速率10 K/min,终温1073 K,恒温时间20 min,活化反应主要发生在90～1070 K之间,得到的活性炭具有较大的比表面积(404.6 m²/g)和优良的吸附性能.通过对热解和活化过程的热重及差热变化综合分析,确定了两段热化学反应的活化能和频率因子.了解了热解和活化过程的热力学和动力学特性,为制备优质的生物质颗粒活性炭提供理论指导作用.     

生物质催化热解特性和动力学研究

利用热分析技术对氮气气氛下不同升温速率下马尾松生物质试样的热解过程和以Na2CO3为催化剂的催化热解过程进行了研究。结果表明,Na2CO3催化剂可使生物质的主要热解区向低温区移动,而最大失重速率减少。根据热重实验数据,运用Popescu法对马尾松热解和催化热解动力学进行了研究。结果表明,Z-L-T方程为热解和催化热解的最概然机理函数,并计算出其相应的热解动力学参数。     

NiCoB/NiCoB-Al_2O_3对木粉催化热解的动力学研究

采用化学还原法制备了非晶态NiCoB并负载Al_2O_3得到NiCoB-Al_2O_3催化剂,对木粉原料和以NiCoB或NiCoBAl_2O_3为催化剂的木粉进行热重分析。结果表明,木粉热解分两个阶段进行,250～400℃为热解的主要阶段,650～750℃为炭化产物的热裂解阶段。采用Flynn-Wall-Ozawa法对热解过程进行动力学分析。结果表明,NiCoB和NiCoB-Al_2O_3的加入促进了木粉热解,NiCoB-Al_2O_3的加入还促进了炭化产物的热裂解。     

竹材热解失重动力学模型研究

采用热重分析仪在温度范围313～873 K和N2气流保护下,以不同升温速率(10、20、30、50 K·min-1)对两种竹材(#1 和#2)进行了热解失重动力学研究,并分别采用非模型动力学法(model-free kinetics,MFK)和模型拟合法(model-fitting method)分析了热重分析结果,结...     

纤维素热解动力学分析方法研究

以微晶纤维素为原料,在氮气气氛中利用热重分析仪考察了不同升温速率条件下纤维素的热解实验,分析了纤维素的热解动力学特性。采用双等双步法和Popescu法从热分析动力学的41种机理函数中选取最概然反应机理函数,同时运用Freeman-Carroll法、Coats-Redfern法、Starink法和双等双步法4种热分析方法计算热解反应活化能（E）、指前因子（A）,并对结果进行了分析比较。结果表明,随着升温速率提高,纤维素热解起始温度增加,热失重速率升高;纤维素的热解过程可分为4个阶段：脱水预热（40~120℃）、热解初期（120~260℃）、主要热解失重（260~400℃）和炭化（400~900℃）。纤维素主要热解段分两个阶段进行,其活化能在低温段（260~350℃）时,为166~176 kJ/mol,高温段（350~400℃）时,为171~216 kJ/mol;采用反Jander动力学模型能较好地描述主要热解反应过程;采用单一扫描速率法（Freeman-Carroll法和Coats-Redfern法）分析结果与实际值有较大偏差,多重扫描速率法（Starink法和双等双步法）得到的结果更具可靠性。     

生物质热解特性和动力学研究

利用热重分析对在氮气气氛下不同升温速率的马尾松生物质原料热失重行为进行了研究。由失重和失重速率曲线分析可知,生物质热解过程分为三个阶段。根据热重实验数据建立动力学热解模型,运用Popescu法从22种动力学机理函数中寻求裂解的最概然机理函数并计算裂解的动力学参数。结果表明,Zhuralev,Lesokin和Tempelmen(Z-L-T)方程为最概然机理函数。     

玉米秸秆热解特性及动力学分析

以玉米秸秆为原料, 利用热重分析法研究其热解的特性及动力学。根据TG和DTG曲线, 研究玉米秸秆的热解特性, 采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)两种等转化率法计算玉米秸秆热解的活化能, 并结合主曲线法和Coats-Redfern(C-R)法探讨了玉米秸秆热解遵循的机理方程。研究结果表明: 玉米秸秆热解过程可分为干燥脱水、过渡、主热解和炭化4个阶段, 随着热解升温速率增大, TG和DTG曲线向高温侧偏移; 利用FWO和KAS法计算得到的表观活化能分别为181.7和181.5 kJ/mol; 利用主曲线法和C-R法求解出玉米秸秆热解的机理方程遵循Avrami-Erofeev方程, 当α=0.1~0.5时, n=3, f(α)=1/3(1-α)[-ln(1-α)]^-2; 当α=0.5~0.7时, n=2, f(α)=1/2(1-α)[-ln(1-α)]^-1。     

西部煤的热解特性及动力学研究

采用热重和红外分析法从升温速率与样品粒径的相关性等方面对平朔煤和神东煤的热解特性进行研究,并从动力学上进行分析.结果表明,随升温速率增大,煤样热解反应的初始温度、终止温度以及最大失重速率对应的温度都逐渐升高,但对粒径较小的煤样来说,这些特性温度增加的幅度较大,而最大失重率没有表现出一定的规律性;煤样粒径对热解也有一些影响,但最大失重速率与样品粒径的关系不大.随升温速率增大,热解活化能和频率因子呈现出先增大后减小的趋势.     

神木煤显微组分热解特性和热解动力学

在高压热天平上考察了神木煤显微组分在不同热解温度、压力和升温速率下的热解行为 .并利用分布活化能模型 (DAEM)研究了显微组分的热解动力学 .结果表明 :在相同的热解条件下 ,镜质组比丝质组有较高的挥发分收率 .随热解温度升高 ,镜质组和丝质组的挥发分收率增加 .热解升温速率和压力对镜质组和丝质组的挥发分收率略有影响 .DAEM的动力学处理表明 :镜质组的归一化热解速率高于丝质组 ,热解活化能较低.     

重油催化裂解制丙烯催化剂的评价

采用小型固定流化床,以大庆常压渣油为原料对催化裂解制丙烯催化剂进行了反应评价。采用HP6890气相色谱分析裂解气,SP3420气相色谱分析液体产物,并进一步采用色谱质谱分析液体产物组成,催化剂所含焦炭采用自行研制开发的快速精密定碳仪分析,建立起了一套催化裂解制丙烯催化剂的评价方法,结果证明,该评价方法重复性良好,结果准确,适用于重油催化裂解制烯烃的评价。所评价的催化剂的烯烃产率较高,并且随反应温度升高,乙烯产率增加,而丙产率和总烯烃产率有一最大值。反应温度为650℃,剂油比为15,水油比为0.7时,乙烯平均产率达到15.9%,丙烯平均产率达到20.7%,包括丁烯在内的总烯烃平均产率达到44.3%,说明该催化剂的催化裂解性能较好。     

木材经催化热分解向BTX和合成燃料的转化

以废木材生物质的有效利用为目的,使用粉粒流化床反应器,对3种木材进行了催化热分解实验,以4种催化效果不同的粒子作为流化床内的流化介质来考察催化热分解过程中介质颗粒、反应气体和热分解温度对产物分布的影响.木材的挥发性物质在700K时就已几乎分解出来,挥发性物质中的轻质芳香烃碳氢化合物（苯、甲苯、二甲苯和萘：BTXN）的收率随着热分解温度的升高而增加,1173K下达到3.1%（质量分数）,daf.在氢气气氛下,当作为流化介质颗粒Zn(3%,质量分数)/HZSM-5催化剂对木材进行催化热分解时,853K下可得到6.1%, daf的轻质芳香烃碳氢化合物的收率(BTX 5.5%,daf、萘0.6%,daf).而在活性很高的NiMo-A加氢催化剂下,在863K时,催化热分解产物几乎全为甲烷.     

升温速率对聚丙烯腈薄膜热解影响及动力学研究

用非等温热重法分析了聚丙烯腈薄膜的热解过程，探讨了升温速率对聚丙烯腈薄膜热重曲线和失重速率峰值的影响。结果表明，聚丙烯腈薄膜热解过程分为三个阶段：脱水和溶剂挥发阶段；分解阶段(发生了环化、交联、链断裂反应)；深化交联阶段。其中第二阶段为热解的主要区间，温度范围为390～480℃，占总失重的80％～90％。同时研究了试样在该温度区间的热解反应动力学，并对其动力学参数进行了讨论。     

聚糠醇薄膜的热解动力学研究

采用热重法分析了聚糠醇薄膜在氮气氛围下的热解过程。结果表明,聚糠醇薄膜热解过程分为三个阶段,其中第二个阶段（160℃～480℃）为主要热分解阶段,同时也对聚糠醇薄膜在主要热解区间的热解反应动力学进行研究,显示聚糠醇薄膜在主要热解区间内的热解反应是分段进行的,均为一级反应,在不同热解阶段发生的热解反应分别具有不同的活化能和频率因子。     

含硅芳炔树脂热裂解行为及动力学

用热失重法(TGA、DTG)分析了含硅芳炔树脂固化物的热裂解动力学,并用Kissinger和Ozawa法计算出含硅芳炔树脂固化物的热裂解的表观活化能分别为149kJ/mol和153kJ/mol,热裂解反应近似于一级反应,据此建立了热裂解的动力学模型。用热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)方法对含硅芳炔树脂的热裂解气相产物进行了分析,在热裂解过程中,主要有甲烷、氢气、乙烷、乙烯、水等气体放出。用拉曼光谱、X-射线衍射等分析了含硅芳炔树脂固化物热裂解的残留物结构,残留物是以无定型碳、石墨、SiC为主要成分的陶瓷化结构。     

热解气催化活化促进石河子烟煤热解的研究

采用等体积浸渍法制备了Fe/MgO,Co/MgO和Ni/MgO催化剂,利用固定床反应器对石河子烟煤在热解气气氛下的催化热解行为进行了研究,考察热解气在催化剂作用下对煤热解焦油产率、半焦产率、轻重油比例以及焦油族组成的影响,并与相同条件下N2气氛和热解气气氛热解特性进行了对比分析.结果表明,三种催化剂对煤在热解气中的热解都有促进作用,其中Ni/MgO催化剂对提高焦油产率最明显.在气体流量为400mL/min,热解温度为550℃,Ni/MgO为催化剂的条件下,焦油产率为7.33%,与相同条件下在N2气氛和热解气气氛下热解相比,焦油产率分别提高了78%和42%.而Co/MgO催化剂对提高轻油的作用较明显.这表明热解气催化活化对煤热解有较好的促进作用,可抑制缩聚反应,提高焦油的产率和改善焦油的品质.     

Raney 镍上松香催化加氢本征动力学

测定在不同类型搅拌器下高压釜的持气量和反应效果 ,认识到松香在Raney镍上催化加氢反应受到外扩散的严重影响 ,利用加入 2 0 0号溶剂油、改造搅拌器类型、提高搅拌速度的方法消除外扩散 ,使反应处于化学动力学控制区 ,然后采集动力学数据 ,经对 17种可能的反应机理模型进行筛选 ,推测的反应机理为 :松香中的主要成分枞酸分子不吸附 ,枞酸分子与催化剂表面上被吸附的氢原子进行反应 ,氢原子的吸附为控制步骤 ,据此导出其本征动力学方程 .     

气液固相催化合成甲醇本征动力学

研究了以液体石蜡为液相介质在铜基催化剂上由CO、CO_2与氢气合成甲醇的本征动力学,按CO和CO_2加氢生成甲醇的反应途径,提出了反应机理,建立了6种动力学模型,经参数估值及模型筛选,得出了最终模型,该模型的计算值与实验值吻合很好,对CO及CO_2转化速率的平均偏差分别为3.69%和3.92%。