利用TG-FTIR研究造纸黑液碱木质素的热解机理

采用热重-傅里叶红外光谱（TG-FTIR）联用的分析方法对造纸黑液碱木质素的热解失重特性和产物生成特性进行了研究。结果表明：碱木质素热解失重过程可分为3个阶段,其中200~500℃是碱木质素主要的热解挥发阶段,反应符合一级反应动力学模型,利用Coats-Redfern动力学模型计算得出不同升温速率下热解主反应的表观活化能为39.3~43.1 kJ/mol。FTIR的实时分析结果表明：碱木质素热解的气态产物主要有H₂O、CO₂、CO、CH₄、甲醇、酚类和N₂O;产物中的CH₄、甲醇、酚类和N₂O主要在300~500℃区间内释放,随着热解温度的升高,这些气态产物在420℃附近集中释放,且产量达到最大。     

富氮生物质热解气的分级冷凝特性研究

采用固定床热解反应系统对稻壳负载尿素进行了热解耦合分级冷凝的研究，实验采用三级冷凝的方法，对比了热解温度(400、500、600℃)和冷凝温度(30、60、90℃)对产物分布和富集的影响，研究了生物质富氮热解和分级冷凝的机理。结果表明：富氮热解促进了Maillard反应产生含氮杂环物；分级冷凝富集规律明显，一级生物油富集了高露点的酚类，二级生物油富集了低露点的含氮杂环物；提高热解温度可以增加二级生物油中含氮杂环物的含量和降低二级生物油水分含量，热解温度为500℃时，液体产物产率和酚类产物产率最大；提高冷凝温度能增强各级油组分的富集效果，并降低一级生物油水分含量，一级冷凝温度为90℃时，水分几乎完全富集在第二级中，且一级生物油酚类产物含量最高。     

玉米秆酶解残渣木质素热解实验研究

对玉米秆酶解残渣木质素进行热重分析,结果表明,木质素热裂解主要发生在180～500℃,综合考虑热解效率和液体产物产率最大化,选取快速热解实验的热解温度范围为500～600℃。并在实验室自行设计的装置上对木质素进行热解实验,在550℃时得到热解液体产物热解油最大产率,为30.9%。对热解油进行气相色谱―质谱分析,结果显示木质素热解产物相对简单,一级和二、三、四级热解油的成分主要是酮类和酚类;而电捕油中酮类很少,大部分是酚类,另有15.07%的2,3-二氢苯并呋喃。     

手机SIM卡TG-FTIR热解实验研究

利用热重-红外分析仪（TG-FTIR）研究了手机SIM卡在不同升温速率下的热解行为,探讨了升温速率对热解参数及热解产物的影响。采用分布式活化能模型求解了热解活化能,探讨了活化能随转化率的变化规律。研究结果表明：手机SIM卡呈现一段热解,主要热解温区在350～500 ℃,最大失重速率为?62.57%/min,总失重率高达90%。随着升温速率的提高,热解初始温度和热解结束温度均增大,最大热解速率和对应的温度也都增大;热解活化能在170～204 kJ/mol变化,随转化率变化规律呈现先增大后减小再增大后逐渐减小的规律,在转化率0.2时达到最大值;主要热解产物为苯、烷烯烃等可燃成分,而且含有氯、氮等元素;升温速率对热解组分没有影响。     

小桐子壳热解及其挥发性产物特性分析

选用小桐子壳作为原料,采用热重-红外联用(TG-FTIR)和热裂解-气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术,研究小桐子壳的热解特性以及300~800℃热解过程中产物的组分信息和有机化合物中官能团随温度的变化情况,同时利用Coast-Redfern积分法求解不同升温速率下的动力学参数。结果表明,小桐子壳的热解过程分为干燥(30~100℃)、预热解(100~258℃)、热解(258~420℃)和炭化(420~900℃)四个阶段。随升温速率升高,小桐子壳的最大质量损失率依次增加,升温速率的升高对小桐子壳热分解速率具有促进作用。随热解温度升高,吸收峰处存在明显的强度变化,CO2、醛酮类等化合物的吸收峰强度逐渐降低甚至消失;小桐子壳热解过程中的气体产物成分主要为CO, CO2, H2O等,主要挥发性有机产物为苯酚、羰基化合物、愈创木酚类等,热解温度由400℃升至700℃时,酚类化合物的峰面积比例从35.94%升至59.59%、羰基化合物的峰面积比例从36.90%降到11.87%。小桐子壳热解动力学参数n=1时,其反应表观活化能最大为61.34 kJ/mol,且三个升温速率的拟合相关系数均在98%以上。小桐子壳热解动力学参数n≠1时,选取相关系数最大时的n值为反应级数,则n=0.2,反应活化能E为47.64 kJ/mol,指数前因子A为0.83。随升温速率的升高表观活化能依次递减,且拟合相关系数均在97%以上。     

餐厨垃圾热解实验研究

利用热重分析仪及管式炉反应器研究了餐厨垃圾的热解行为.餐厨垃圾的热解过程包括两个阶段,结合微分法与积分法对两阶段进行了动力学计算,确定管式炉热解实验反应温度.对热解产物进行了分析,结果表明,气体产物主要是CO和CH4;固体产物焦的恒容低位发热量为20.33 MJ·kg-1;液体产物焦油主要是醇和烃,占焦油总量的70.55％.通过分析不同热解温度焦的红外谱图、元素组成及热解过程的小分子气体释放规律,探究了餐厨垃圾的热解机理.290℃时,餐厨垃圾中肽键断裂,释放出大量CO2和CO:350℃时,脂类化合物已经完全分解或挥发;500℃时,焦中甲基及亚甲基峰消失,释放出大量烃类;未分解的物质主要是淀粉.最后考察了升温速率对热解产物分布的影响,发现提高升温速率,焦收率基本不变,焦油收率下降,气体产物收率增加.     

富氮生物质热解气的分级冷凝特性研究

采用固定床热解反应系统对稻壳负载尿素进行了热解耦合分级冷凝的研究,实验采用三级冷凝的方法,对比了热解温度(400、500、600℃)和冷凝温度(30、60、90℃)对产物分布和富集的影响,研究了生物质富氮热解和分级冷凝的机理。结果表明:富氮热解促进了Maillard反应产生含氮杂环物;分级冷凝富集规律明显,一级生物油富集了高露点的酚类,二级生物油富集了低露点的含氮杂环物;提高热解温度可以增加二级生物油中含氮杂环物的含量和降低二级生物油水分含量,热解温度为500℃时,液体产物产率和酚类产物产率最大;提高冷凝温度能增强各级油组分的富集效果,并降低一级生物油水分含量,一级冷凝温度为90℃时,水分几乎完全富集在第二级中,且一级生物油酚类产物含量最高。     

溶剂型聚氨酯涂料废物的热解及产物分析

为了探究溶剂型聚氨酯涂料废物资源化利用的可行性,利用热重分析仪和管式炉对溶剂型聚氨酯涂料废物进行热解实验,研究了涂料废物的热解特性及热解产物。结果表明,涂料废物热解有3个失重阶段;升温速率提高,失重速率越大,涂料废物热解阶段起始和终止温度、最大失重速率温度均向高温区偏移。随着热解温度升高,固体产物质量分数由68.55%减至55.25%。400℃时液体产物最大(30.89%),800℃时气体产物质量分数最大(30.58%)。固体产物中碳(C)元素含量增加,氢(H)和氧(O)元素含量下降,H/C和O/C物质的量比逐渐下降;挥发分含量降低,固定碳含量增加。热解液体产物组分较为复杂,含油多种芳香族化合物和酯类化合物等。     

不同温度区间内污泥热解气固相产物特征

对城市污水污泥（简称污泥）进行工业分析和热重分析,考察污泥的基本组成和热重特性;采用气相色谱（GC）检测了不同热解温度区间内污泥热解生成的气体产物成分,并利用SEM和BET分别分析了不同热解终温下裂解炭的形貌特征和比表面积。结果表明：污泥热解可以分为水分析出阶段、挥发分析出阶段和焦炭化阶段;不同热解温度区间内污泥热解气体产物的组成有很大差别,热解温度350℃后H₂在热解气中的含量快速增加,CH₄含量在350～450℃时达到最大值,而CO主要在热解温度为350～750℃时生成,CO₂含量随着热解温度的增加迅速下降;随着热解终温的不断升高,裂解炭结构变得越来越疏松,比表面积也随之增大,750℃达到最大值55 m²·g^-1。     

PTA氧化残渣气化特性及其气化过程中热解脱羧

利用热重分析仪及自制的气化热解脱羧装置研究了精对苯二甲酸（PTA）氧化残渣粉料受热气化过程的热失重规律,考察了温度、载气流量以及水含量在残渣气化过程中对芳香酸转化率及产物分布的影响。研究表明：残渣在低温气化过程中热裂解产物主要为苯甲酸,且联苯类比较少,有利于产物分布;随着载气流量增大,气态物料受热时间减少,羧酸的热解转化率降低;高温水汽可以充当氢供体提高热解产物中苯甲酸及苯的含量,抑制其他副产物的生成。适宜的残渣气化工艺操作条件是气化温度为400℃,载气流量为500 mL/min,含水量为30%（质量分数）。     

基于Py-GC/MS的玉米秸秆快速热解实验研究

以玉米秸秆为原料,利用Py-GC/MS设备在不同热解条件下进行快速热解实验,并对热解气相产物进行在线检测分析,考察了热解时间、热解温度及ZSM-5催化剂对玉米秸秆热解特性及热解产物分布的影响.实验结果表明:热解温度越高,热解反应越充分,且热解温度为550℃时对应的热解产物品质最高,其中芳香族化合物最高达28.3％;随着...     

重质生物油理化性质及其热解特性研究

利用核磁共振波谱仪（NMR）与气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）对重质生物油理化性质进行表征,并应用热重分析仪（ TG-DTG）与热裂解仪-气相色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS）对重质生物油热解特性进行研究。结果表明：重质生物油主要由芳香族化合物和糖类物质组成。重质生物油在N₂氛围下热解主要分为三个阶段: 室温~300℃为蒸发段,300～520℃为热解段,520～800℃为成焦段。重质生物油经不同温度热解后,产物种类有明显差异：中温段（低于500℃）热解时,产物种类随温度的升高逐渐增加;高温段（高于500℃）热解时,随着热解温度的提高,产物种类逐渐趋于稳定。     

热分解气氛对流化床煤热解制油的影响

在循环流化床锅炉上耦合流化床热解反应器既可提供电力又副产热解油,明显提高煤的利用价值。在这个过程中,热解反应器通常利用自身产生的热解气作为流化介质。本文考察了模拟热解气反应气氛对流化床煤热解拔头制取热解油产率的影响,并利用TG-FTIR分析了焦油官能团组成及随TG温度的变化。针对锅炉用烟煤的实验结果表明：采用热解气作为反应气氛时焦油产率最大,相对无水无灰基煤达13%。反应气氛中H₂和CO₂的存在不利于焦油生成,但CO 和CH₄的加入提高了焦油产率;H₂的加入有利于焦油中酚羟基、羧基类化合物生成,同时也促进了脂肪族化合物的裂解;CH₄的存在可以提高焦油中单环芳烃、脂肪族及酚羟基类化合物的含量。     

杏壳木质素的结构表征及其热解特性研究

为研究杏壳木质素的结构、热解特性及其产物的生成规律,通过硫酸脱除法从杏壳中分离出杏壳木质素,并通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对其结构组成进行表征,利用热重及热重-红外联用分析研究其热解产物生成特性。研究结果表明：硫酸脱除法得到的杏壳木质素得率为30.42%,红外光谱图显示有较强的紫丁香基峰,还有一定量的愈创木基,二维核磁共振图谱表明杏壳木质素中有紫丁香基(S)、愈创木基(G)和对羟基苯基(H)3种木质素结构单元,属于SGH型木质素。热重及热重-红外联用分析表明杏壳木质素热解过程主要分为3个阶段,主要热解阶段发生在150~650 ℃之间的较宽温度范围内,360 ℃时热失重速率最大,热解产物主要为H₂O、CO、CO₂、CH₄以及醇、醛、酚、酸等。杏壳木质素中苯丙烷侧链上醚键和苯环间醚键断裂及挥发分二次裂解使CO的析出温度范围较宽,在200~700 ℃之间;羧基和羰基等官能团不稳定易断裂和重整,使CO₂的析出温度范围较窄,在250~650 ℃之间;苯丙烷侧链的断裂和苯环上甲氧基官能团的去甲基化反应,以及芳香环的深度断裂,使CH₄的析出在400和600 ℃时呈现2个峰值。     

Pyrolysis of kraft lignin in molten ZNCL2-KCL media with tetralin vapor addition

Kraft lignin was pyrolyzed in molten salt media of ZnCl₂-KCl mixture with tetralin vapor added in 0.4 and 4 mol% diluted with N₂ in the temperature range of 400 to 700°C. The gas chromatographic analyses of pyrolysis products revealed that the yield of H₂ was not increased by tetralin vapor addition. This fact implies that the hydrogen radical produced from tetralin is consumed in the formation of phenolic compounds and light liquids but not in the formation of H₂. p-Cresol was the most abundant phenolic compound. The yield of total phenolic compounds with 4 mol% tetralin vapor added was increased by ca. 80% as compared to that in neat pyrolysis of Kraft lignin.     

CoMoP/13X催化剂上黄土庙煤热解特性研究

采用等体积浸渍法制备了CoMoP/13X催化剂,利用TG-FTIR技术研究了该催化剂对黄土庙煤热解失重特性和气态产物生成规律的影响,并对不同条件下的煤热解过程进行了动力学分析.结果表明,CoMoP/13X催化剂对黄土庙煤加氢热解有明显的催化作用.与原煤热解相比,催化加氢热解的第二个热解峰温和二次脱气阶段的表观活化能分别降低了27.7℃和7.9 kJ/mol.在线FTIR实验结果表明,CoMoP/13X催化剂可以改善黄土庙煤热解产物的组成与分布,热解产物中CO2较大幅度降低,芳烃化合物和脂肪族化合物显著增加,CH4和CO等高热值气体有不同程度的增加.