超滤黑液木质素催化热解特性研究

以从造纸黑液中超滤提纯的木质素为研究对象,利用红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)研究超滤木质素的物化特性,选取ZnO、CuO、纳米Al2O3、Al2O3、CaO、TiO2和CaCO3作催化剂,在固定床550℃下进行木质素原位催化热解实验。结果表明,多级超滤工艺能有效脱除黑液中的杂质,得到纯净、多分散度较低的木质素。纳米Al2O3和TiO2对一元酚和愈创木酚有较高的选择性;CuO可促进焦炭裂解,产生较多的CO2和CO;ZnO、CaO和Al2O3能促进H2的生成;CaCO3可提高CO的产率。     

酒糟非等温热解动力学研究

酒糟气化是酒糟高效利用的一种方式。文章对酒糟的热解行为进行了热重分析研究。在高纯氮气的保护下,将10 mg酒糟分别以10,20,30 K/min的升温速率线性升温到923 K。结果显示,酒糟热分解的主要阶段为453～743 K,试样的大部分失重发生在该区域,失重率达67%以上。使用Coats-Redfern模型拟合方法分析酒糟的热解过程,确定了反应的动力学参数。在此阶段,酒糟热分解的级数为2.1级,表观活化能为69.31 kJ/mol,指前因子为4.92×105min-1。此热解动力学模型可以为酒糟的热化学转化有效利用提供基础数据。     

黑液热转化技术及其热动力学模型

黑液中含有大量的有机物和无机物,随意排放会污染环境。传统的资源化处理方法多种多样,目前备受关注的黑液处理法为热转化法。黑液的热转化技术主要分为热裂解、气化技术、水热转化技术。通过3种热分析的动力学模型,从多个角度了解黑液的整个热力学反应过程。综述了近年来国内外关于黑液热转化技术及其动力学的研究成果,为黑液的热处理提供借鉴依据。     

基于热重法的准东煤热解特性研究

采用热重分析法,研究了不同升温速率下准东煤的热解特性。采用Coats-Redfern积分法对不同反应级数下的准东煤热解动力学特性进行拟合,选取拟合度最高的反应级数建立准东煤热解动力学模型。结果表明,随着升温速率变大,热失重速率曲线朝着高温方向偏移,产生热滞后现象;采用Coats-Redfern法计算频率因子时,如果不加以判断,就将(1-2RT/E)项忽略,将会给计算结果带来较大误差。     

黑液燃烧研究进展

黑液———KP法制浆工艺的主要副产品,已成为美国和北欧最重要的工业燃料之一。尽管黑液在余热锅炉中的燃烧应用已有大半个世纪,但有关如何提高燃烧效率及其污染控制、排放的研究却是近年来才发展起来的。先粗略介绍了KP法制浆过程及黑液燃烧过程,简单回顾了近年来国外在黑液燃烧模型领域的研究进展,并就黑液与其它燃料的比较,分析其燃料特性。     

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.     

木质素催化解聚与氢解

木质素是自然界中唯一可直接提供芳环的可再生能源。木质素催化转化制备单酚及烃类等其他重要化学品是其高效综合利用的重要手段。本文对木质素的基本结构和主要利用方式进行论述,并对其催化热解聚和氢解过程的最新研究进展进行了详细探讨,对木质素主要化学键β-O-4键的断裂机理进行了简述。在此基础上,总结了当前解聚和氢解过程中的难题,并对未来的技术发展进行了展望。     

基于热红联用分析的木质素热裂解动力学研究

利用热重红外联用系统对生物质的主要组分木质素进行了热裂解动力学研究.在用红外固体压片法研究木质素结构的基础上得到不同升温速率下木质素热裂解的热重曲线.实验结果表明,随着升温速率的增加,各个阶段的起始和终止温度向高温侧轻微移动,主反应区间增加;计算得到的木质素两阶段活化能分别为58.41 kJ/mol和119.98 kJ/mol.与纤维素热解气的联机红外分析谱图相比可知木质素热解过程中气体析出机理复杂,主要生成CO、CH4和呋喃等产物.     

不同热解升温速率下制备所得生物焦的汞吸附性能

在管式炉中不同热解升温速率下制备了核桃壳生物焦,借助固定床反应器表征了生物焦的汞吸附性能,利用N2吸附/脱附装置和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析仪分析了生物焦的孔隙结构及表面官能团,获得了生物焦对汞的吸附机理.结果表明:在相同吸附时间内,随着定温制备条件中热解温度和变温制备条件中热解终温的升高,生物焦对汞的吸附能...     

北方地区典型生物质的热重分析及动力学研究

采用热重分析法对北方地区4种典型生物质玉米秆、棉花杆、杨树枝和苹果树枝做了热解与动力学特性的研究,实验采用了3种升温速率:20℃/min、40,℃/min和60,℃/min,加热终止温度900,℃.研究发现,生物质热解大致可以分为4个阶段,即失水阶段、过渡阶段、快速热解阶段、炭化阶段;玉米杆热解DTG曲线存在肩状峰现象;升温速率增加,生物质热解4个阶段的起始温度以及终止温度向高温侧移动,相对应的峰值温度升高,主要热解反应阶段温度区间变宽.建立了一级反应动力学模型,结果发现,随着升温速率的增加,生物质的活化能降低.     

以纸浆黑液为催化剂高变质无烟煤热天平水蒸气催化气化动力学

以纸浆黑液为催化剂,用等温热重法研究4种高变质无烟煤常压纯水蒸气催化气化反应动力学．采用催化剂有效因子修正缩芯模型,测定温度为750～950℃反应控制时无烟煤碳转化率与时间的关系,并用修正缩芯模型和修正体积模型进行较好拟合,得出这4种无烟煤水蒸气催化气化的反应速率常数、活化能和指前因子,活化能范围为112．838～204．566kJ／mol．除灰含量最高的永安加筛煤以外,其他3种煤的反应速率常数都比加碳酸钠的高．     

升温速率对油页岩燃烧特性与动力学参数的影响

在德国NETZSCH公司生产的STA409型热综合分析仪（简称FTIR）上进行桦甸油页岩的燃烧特性实验研究，得到不同升温速率下的油页岩燃烧特性曲线；分析了油页岩在一定升温速率下的燃烧特性，找出油页岩最适合的燃烧温度区间；通过数据分析，利用Freeman-Carroll法得到油页同燃烧化学反应的动力学参数，为油页岩的有效开发与经济利用提供了可靠的理论依据。     

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.     

兖州煤热演化过程中表面官能团结构研究

实验选取兖州煤,在管式炉中分别在不同温度(300~950,℃)下制取了原煤焦及洗煤焦,并采用傅里叶红外光谱法对原煤、洗煤及原煤焦、洗煤焦表面官能团进行分析.实验结果表明,酸洗、制焦温度和升温速率对煤结构的影响较大:酸洗对煤结构的影响主要表现在洗煤的高波数位N—H基团吸收峰、游离S—H基团吸收峰和Si—O基团吸收峰消失;制焦温度对原煤中的大部分有机基团析出有很大影响,但对Si—O基团和有机硫的影响很小;升温速率只有当温度达到一定时才会发生作用,而且升温速率对特征基团的生成是有选择性的.     

有机酸溶木质素氢解制备单酚化合物的研究

首先利用木本类（硬木和软木）和禾本类不同生物质原料制备有机酸溶木质素,发现木本木质素的碳、氢元素含量和高位热值高于禾本木质素,软木木质素中β-O-4、β-β和β-5键含量高于硬木和禾本木质素。然后,通过不同种类木质素在乙醇/异丙醇中氢解实验发现,木本木质素氢解得到产物产率高于禾本木质素,其中杉木木质素的单酚产率最高,约为8.07%（质量分数）。此外,木本木质素解聚产生的单酚化合物以无侧链和三元碳侧链为主,而禾本木质素以二元碳侧链化合物为主。     

生物质成型燃料的热重分析及动力学研究

对三种生物质成型燃料在不同气氛下和不同升温速率下进行热重实验,研究反应条件对生物质成型燃料失重特性的影响规律,并对其空气气氛下的动力学特性进行了分析。研究结果表明,生物质在空气气氛下的挥发分析出速率比N₂气氛下高,随着温度升高,N2气氛下主要是纤维素、半纤维素以及木质素的分解,而空气气氛下还伴随有其分解产物的燃烧。生物质中挥发分含量较高时,反应活性也比较高。实验温度由室温升至800℃时,在升温速率为10℃/min ~ 25℃/min范围内,随着升温速率的升高,松木热重曲线先向低温区移动再向温度较高的一侧移动,最大失重速率对应的温度也表现出相同规律,当升温速率为20℃/min时最大失重速率对应的温度最低,升温速率为25℃/min时失重峰值最大。动力学特性分析表明,采用2组分动力学模型可以较好地表征生物质在空气中的失重特性,计算结果与实验结果吻合度较高。     

响应曲面法优化木质素水热转化生产生物油

文章进行了生物质中木质素的水热转化研究,采用响应面法研究了温度、反应时间和水固质量比等反应条件对生物油产量的影响。研究结果显示,木质素转化为生物油和生物油脱水缩合生成焦炭的两步竞争反应决定了最终的产油率。提高温度可以增加活化分子的数量,促进水解反应朝正向进行。然而,过高的温度（>340℃）和较长的反应时间（>35 min）会加剧油相产物脱水和自由基缩合反应,导致生物油产率下降。生物油生产存在一个最佳的水固比,适宜的水量可以在提供足够溶解度的同时,不过度稀释中间产物,为油相产物的生成创造有利条件。RSM模型的方差分析结果表明,模型与实验结果符合性良好。通过模型预测和实验验证显示,当木质素在335.6℃保持32 min,水与木质素质量比为10.2∶1时,生物油产率最大,可达到20%。     

麦秆与褐煤共热解特性及动力学分析

使用热重设备对麦秆与褐煤热解过程进行研究,并对热失重数据进行动力学分析.用Coats-Redfern积分法拟合发现,反应级数对麦秆拟合的影响较小,对褐煤影响较大.结合热重分析与动力学分析得出:当麦秆与褐煤按照不同比例混合进行共热解时并不存在明显的协同效应,反而可能存在相互抑制分解的效果,且当麦秆与褐煤在质量混合比为5:...     

中小纸厂草浆黑液治理技术分析与评价

中小草浆造纸厂的草浆黑液污染严重,是污染治理的重中之重。文中介绍了与其相关的十余种治理工艺及其优缺点,并对其中已用于工程实际的5种予以了初步经济技术评价。     

微藻热解特性及其动力学分析

通过热重分析手段研究了杜氏盐藻在室温至900℃下的热解行为和特性,采用高纯氮气作保护气,升温速率分别为5℃/min、10℃/min、20℃/min和40℃/min.TG、DTG曲线的分析表明,热解过程随温度升高经历3个不同阶段.此外,随着升温速率增大,热解的初始温度和峰值温度均增大,且总失重增加.采用等转化速率法和主曲线法对盐藻热解过程进行动力学分析.结果表明,表观热解反应遵循单一动力学机理模型,反应动力学过程为简单级数反应机理模型Fn.求得热解反应表观平均活化能Ea为146.3 kJ/mol,指前因子A为4.28×1013s-1,指数n为2.4.