锡林浩特煤热解特性的TG/DTG分析研究

采用TGA/SDTA85le型热重/同步差热分析仪研究了锡林浩特煤(XLHT)的热解特性,考察了不同的热解温度、升温速率以及颗粒粒度对锡林浩特煤热解特性的影响,研究表明:随热解温度的升高,XLHT挥发分析出增加,当热解温度达到850℃以上时,挥发分析出量基本不变;随煤样颗粒粒度的减小,XLHT热解最大失重率减小;随着升温速率的提高,煤热解的最大失重速率随之提高,但最终失重量主要由热解终温决定,升温速率对其影响不大。     

锡林浩特褐煤燃烧特性热重分析

利用热重分析仪获得了升温速率分别为10 K/min、30 K/min、50 K/min和70 K/min下锡林浩特褐煤的燃烧失重特性曲线,计算了着火温度、燃尽温度、最大失重速度等燃烧特性参数。采用Coats-Redfern法计算出反应动力学参数:活化能E和频率因子A。结果表明,随着升温速率升高,其着火温度降低,燃尽时间增加。     

污泥化学链气化特性试验研究

为改善污泥气化效果,采用化学链气化技术处置污泥.在小型流化床上进行试验,基于赤铁矿载氧体,研究了O/C物质的量比、气化温度和水蒸气体积分数对污泥气化特性的影响以及赤铁矿多次连续循环过程中的物化性能.结果表明:赤铁矿会显著提高污泥的气化程度和碳转化率;当O/C物质的量比增大时,合成气中CO和CH_4的体积分数下降,H_2的体积分数呈现先下降后上升的趋势;随着气化温度的升高,合成气中CO和H_2的体积分数逐渐提高,CO_2和CH_4的体积分数降低,碳转化率不断提高;当水蒸气体积分数增大时,CO_2和H_2的体积分数逐渐提高,CO和CH_4的体积分数不断下降,碳转化率提高;赤铁矿在长时间运行中表现出良好的反应性.     

城市生活垃圾气化产气特性实验研究

在氮气、空气和富氧三种气氛条件下对城市生活垃圾气化过程进行实验研究,考察了温度、升温速率及反应气氛对城市生活垃圾气化的影响。总结出了城市生活垃圾气化过程中产生的CO,H2,CH4,CO2四种主要气体产物的体积分数在250～950℃的变化规律。氮气气氛下,在250～500℃的低温区段,CO气体的体积分数随升温速率的升高而降低;在500～950℃的高温区段,CO气体的体积分数随升温速率的升高而增加。H2在500℃之后才开始产生,其体积分数在500～950℃随升温速率的升高而增加。CO,H2,CH4三种气体在各个温度点处的体积分数都随气氛中氧气体积分数的增加而降低,而CO2气体在各个温度点处的体积分数则随气氛中氧气体积分数的增加而升高。     

废弃印刷电路板气化特性研究

在自行搭建的固定床上试验研究了不同粒径的印刷线路板在CO2气氛、不同温度下的气化特性实验。利用热重分析仪分析了不同升温速率时印刷线路板的气化特性。结果表明:随着升温速率增大,失重曲线向高温区移动;在300℃～380℃温度区间,气化反应剧烈进行。同时反应物颗粒尺寸以及气化终止温度都会对气化产物产生影响。     

煤焦气化反应动力学研究

气流床气化技术是煤炭清洁、高效转化的重要途径和发展方向之一。利用热天平,采用等温热重法对抽样选出的煤种在800℃～1 400℃温度范围内进行了煤焦CO2气化反应动力学特性研究。研究结果表明:高温下煤焦的气化反应特性不同于低温时的反应特性,在900℃～1 000℃时气化反应逐步由化学反应控制过渡到过渡区控制,在1 100℃～1 300℃时气化从反应过渡区控制逐步到扩散区控制;不同粒径的煤粉气化反应,在相同的时间内,1 000℃时的碳转化率、气化反应速率比950℃时的碳转化率、气化反应速率高很多,950℃时的碳转化率、气化反应速率比900℃时的碳转化率、气化反应速率高。     

基于TGA-DSC-FTIR联用技术研究煤粉的燃烧特性

用热重和红外联用的方式进行了以某一煤种为代表的煤粉在空气条件下的燃烧特性试验,介绍了利用TGA-DSC-FTIR联用手段研究煤粉燃烧特性的实验方法,分析了煤粉在升温速率为15℃／min和模拟空气气氛条件下燃烧的TGA-FTIR谱图。对煤粉在不同升温条件下进行热重实验,得到了煤粉活化能与热失重的关系曲线,阐述了TGA-DSC-FTIR联用分析在煤燃烧过程中的意义。     

实验条件对煤热解特性影响的分析

采用TG-FTIR联机实验方法．对不同煤样进行了热重分析．同时对煤样的析出产物进行红外光谱实时跟踪检测；研究不同升温速率和试样用量对煤热解过程TG、DTG曲线以及实时跟踪红外光谱分析的影响．为掌握煤的热解特性、提高煤的有效利用提供依据。     

石油焦的气化反应特性

针对3种不同的石油焦，在热天平上考察了不同的化学反应条件，包括温度、压力和气氛等因素对气化反应的影响．研究结果发现，在水蒸气气氛下石油焦具有良好的气化反应活性，而在二氧化碳气氛下石油焦气化反应进行得相当缓慢，相同条件下的C-H2O反应速率是C-CO2反应速率的十几倍，在60％水蒸气的实验温度条件下，每升高50℃，平均气化反应速率提高1倍；1000℃时，水蒸气分压对平均气化反应速率的影响不均匀，分压增加，影响减小．随着反应的不断进行，气化反应速率存在最大值，而出现最大值时的转化率不受反应温度和压力的影响，而与气化介质有关．根据实验结果，分析得到了3种石油焦在水蒸气条件下反应速率与温度、水蒸气分压和转化率的关系式，并得到了3种石油焦气化反应的活化能。     

PE塑料和橡胶的流化床气化特性

在过量空气系数为0.3～0.4的条件下,研究了PE塑料和橡胶在不同温度下的流化床气化特性,包括气化产物的组成、质量分数和能量转化率,分析了温度对气化反应的影响.结果表明,PE的气化对温度不敏感,在较低温度550℃时即可达到很好的气化效果,能量的转化率达到80%以上;而温度对橡胶的气化有显著的影响,在较高的温度750℃时气化效果较好,能量转化率为78.76%.     

几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究

采用热重分析技术对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究,考察了其着火、燃尽特性和综合燃烧特性,研究了升温速率对生物质燃烧特性的影响,同时在热天平上对其进行了动力学试验研究.研究表明:生物质燃烧过程大致可以分为3个阶段,即水分析出阶段、挥发分析出燃烧阶段、固定碳燃烧与燃尽阶段:生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点;随着升温速率的提高,着火温度、各试样挥发分最大释放速率、燃尽温度均呈升高趋势,燃烧特性随升温速率的提高而变好.采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,生物质具有较低的活化能,有利于点燃.     

炭化气氛对黑液煤浆及不同煤种气化反应特性的影响

煤气化前阶段的炭化气氛(温度、时间)影响到煤焦的气化反应特性.采用不同的炭化温度和炭化时间制备了黑液水煤浆、普通水煤浆以及其他5种煤的焦样,得到了各种煤焦气化反应的碳转化率;同时,通过扫描电子显微镜分析手段鉴别焦炭表面孔隙分布情况.试验结果表明,相同炭化气氛下得到的7种不同煤焦中,黄陵煤焦的气化活性最高,说明煤化程度越高反应性越低;由于黑液中有机物和无机物钠盐的影响,黑液水煤浆焦的气化特性高于普通水煤浆焦和新汶煤焦.煤焦的气化反应性,不仅与煤阶有关,还和煤焦中含氧官能团和无机化合物的含量有关,同时煤浆中外在添加的无机物组分也影响到煤焦的气化活性.     

生物质气流床气化制取合成气的试验研究

利用一套小型生物质层流气流床气化系统,研究了稻壳、红松、水曲柳和樟木松4种生物质在不同反应温度、氧气/生物质比率(O/B)、水蒸汽/生物质比率(S/B)以及停留时间下对合成气成分、碳转化率、H2/CO以及CO/CO2比率的影响.研究表明4种生物质在常压气流床气化生成合成气最佳O/B范围为0.2～0.3(气化温度.1300℃),高温气化时合成气中CH4含量很低,停留时间为1.6s时其气化反应基本完毕.加大水蒸汽含量可增加H2/CO比率,在S/B为0.8时H2/CO比率都在1以上,但水蒸汽的过多引入会影响煤气产率.气化温度是生物质气流床气化最重要的影响因素之一.     

CO_2气氛下劣质煤气化及动力学特性实验研究

利用综合热分析仪以非等温热重法研究了升温速率及粒径对于两种劣质煤粉在CO2气氛下气化反应特性的影响规律,考察了灰分对于两种劣质煤气化反应性的影响,并采用均相反应模型(HM),利用Freeman-Carroll法计算拟合得到各条件下气化反应动力学参数。结果表明:两种劣质煤CO2气化反应级数都是1.0级。反应条件对两种煤样的反应活化能产生了相似的影响:CO2气氛下,在900～1 300℃的样品气化反应区间,当其它条件不变时,随着煤样粒径由150～400μm减小到0～75μm,两种劣质煤样表观活化能呈明显下降趋势;而随着升温速率由30℃/min降至10℃/min,两种煤样反应活化能则在上升。在不同样品粒径及升温速率下,两种煤粉的气化活化能和对应的指前因子之间存在着动力学补偿效应。     

城市污水污泥热解特性及动力学规律研究

采用差热-热重分析法对不同反应条件下的污泥热解特性及动力学规律展开研究。结果表明:污泥的非等温热解过程包含4个失重阶段;提高升温速率和降低氮气吹扫速率可促进污泥热解转化效率增加、挥发份最大失重率增大、表观活化能E值和频率因子A值增大;加入不同类型催化剂也提高了污泥热解转化效率,使热解过程向低温区移动;加入KCl催化剂使污泥热解DTG曲线向低温移动最多,加入Na2CO3使污泥最大失重率达到11.8%,是未添加催化剂时的2.7倍;添加催化剂也降低了表观活化能E值、提高了频率因子A值,且Na2CO3的加入使挥发份在主要析出阶段的表观活化能E值降低了约30%。     

玉米秸秆热解规律的试验研究

用热重分析法对玉米秸秆的热解规律进行了研究，分析了玉米秸秆样品在不同升温速率（5，10，20，30℃／min）、不同温度（250，300，350℃）恒温加热2h条件下热解的试验结果，发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成，并且在相同条件下，样品的质量对玉米秸秆热解有一定的影响。在恒温热解过程中，在不同的恒温温度条件下，秸秆失重曲线形态基本相似，但在300℃条件下，恒温热解的热重曲线与250，350℃条件下恒温热解的热重曲线相比较为平缓。     

基于生物质稻秸气化的催化剂研究

利用浸渍法和沉淀法分别制备了Ni/Al₂O₃（NiAlI）和Ni/白云石（NiDoP）两类生物质气化催化剂,采用氢气还原热重实验和固定床气化实验对两类催化剂进行性能验证,分析了催化剂制备方法、活性组分、还原温度、负载量、还原度、比表面积等因素对气化效果的影响。结果显示沉淀法制备的NiDoP中Ni以Mg_0.4Ni_0.6O固溶体形式存在,其适宜的还原温度范围为400～600℃,浸渍法制备的NiAlI中Ni以NiAl₂O₄形式存在,其适宜的还原温度范围为800～900℃。500℃还原后的20NiDoP较20NiAlI具有更好的催化性能,900℃时20NiDoPA催化下的氢产率达34mol/（kg daf）,碳转化率达96%。添加5%K₂CO₃改性后的20NiDoP催化剂中,K₂O在气化过程中起了显著的催化作用。此外,在生物质气化催化剂制备过程中需综合考虑比表面积和负载量的相互关系。     

锡林浩特褐煤燃烧特性试验研究

在热天平上对通过程序升温静态燃烧系统的试验,根据锡林浩特褐煤在不同粒度、不同升温速度和不同反应气氛下的TG/DSC曲线,研究着火温度、燃尽温度等特征参数,并根据动力学反应方程确定试验煤种的表观反应动力参数;在一元煤粉气流燃烧模拟系统试验台上,研究直流燃烧情况下,氧浓度、煤粉浓度、煤粉细度、炉壁温度与褐煤燃烧特性、结渣特性及烟气污染物排放特性的关系;研究在分级燃烧条件下燃烧产物中有害成分的生成、燃尽度变化及结渣特性的关系;研究一次风速及煤粉浓度对试验煤种的着火特性、燃烧特性及有害物排放特性.     

不同升温速率脱脂餐厨垃圾燃烧特性及动力学研究

利用热重分析法和Coats-Redfern积分法,对不同升温速率下脱脂餐厨垃圾的燃烧特性进行研究,得出各试样的着火温度、燃尽温度及综合燃烧特性指数,并通过燃烧动力学分析得到各试样的活化能。实验结果表明,燃烧温度从室温升至1000℃时,脱脂餐厨垃圾燃烧过程可分为3个失重阶段:水分析出阶段、挥发分析出及燃烧阶段和固定碳燃烧阶段;升温速率对脱脂餐厨垃圾最大失重率以及燃烧特性指数等燃烧特性参数都有显著影响。根据Coats-Redfern积分法计算结果,脱脂餐厨垃圾在空气氛围下的燃烧反应不能单纯用一级反应来描述,低温和高温阶段的活化能分别为63.4~77.83 kJ/mol和78.63~94.58 kJ/mol。