镁钙砂细粉碳酸化反应的热分析动力学研究

采用单一扫描速率法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性动力学研究提供相关信息。结果表明:镁钙砂中的MgO仅发生轻微碳酸化,因其碳酸化温度较低、反应量较小,且反应产物MgCO3在400℃后即开始分解,因此不会对镁钙砂中CaO的碳酸化反应产生太大影响;镁钙砂中CaO碳酸化反应的最大转化速率出现在700℃左右,碳酸化反应前期(相对转化率约小于38%)机理可用n=2的Avrami-Erofeev成核生长模式(机理)函数描述,后期(相对转化率约大于38%)则可用Ginstling-Brounshtein三维扩散模式(机理)函数描述。     

不同条件对钢渣碳酸化反应的影响及动力学分析

钢渣碳酸化捕集固定CO₂既可实现CO₂的减排,又能改善钢渣的安定性,具有很好的发展前景。以转炉钢渣为原料,系统研究了不同气氛、温度、升温速率下钢渣的碳酸化反应。通过热重实验,分析了不同升温速率下钢渣碳酸化反应的速率和温度区间,计算了CO₂和水蒸气气氛下钢渣碳酸化反应的活化能;利用XRD分析了不同条件下钢渣碳酸化试样中碳酸钙和游离氧化钙含量的变化规律。结果表明,不同气氛下钢渣碳酸化反应受温度的影响不同。单一CO₂气氛下,钢渣碳酸化反应速率随着温度的升高而加快,在600～700℃范围内,碳酸化率达到最高;CO₂和水蒸气同时通入时,钢渣碳酸化反应更易进行,在400℃已有明显碳酸化反应,随温度升高在600℃左右碳酸化率达到最大温度升高到700℃后,碳酸钙的分解反应明显加快,游离氧化钙增多。同时通入CO₂和水蒸气的气氛下,在400～500℃时,钢渣碳酸化反应的活化能为2.35 kJ·mol^-1。     

BP型抑制剂抑制焦炭劣化反应动力学

为促进抑制焦炭劣化技术进步,用热重分析法测得不同温度下BP型抑制剂的抑制焦炭劣化反应动力学实验数据,用未反应核收缩模型对所得数据进行拟合,建立了基于BP型抑制剂的抑制焦炭劣化反应动力学模型,确定了模型参数。统计检验表明模型是显著和可信的。根据Arrhenius方程得到BP型抑制剂抑制焦炭劣化反应活化能Ea=285.0kJ·mol-1和有效扩散活化能ED=164.6 kJ·mol-1,均高于未添加抑制剂的空白焦炭试样S0的劣化反应活化能Ea=142.0kJ·mol-1和有效扩散活化能ED=96.3 kJ·mol-1。依模型算得的抑制焦炭劣化反应过程中的外扩散传质相对阻力ηG/∑η、内扩散传质相对阻力ηD/∑η和界面化学反应相对阻力ηC/∑η数据表明,试样S0的反应主要受界面化学反应和外扩散影响,而试样SBP因负载抑制剂,其反应主要受内扩散和界面反应影响。随着反应的进行,两者的劣化反应受内扩散、界面化学反应同时影响。在较低温度下,焦炭劣化反应主要受界面化学反应控制,随反应温度升高,界面化学反应的相对阻力ηC/∑η逐渐下降。     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。     

y型硅酸二钙碳酸化反应动力学

硅酸钙矿物碳酸化胶凝材料是极具发展潜力的新型低碳建筑材料。在硅酸钙矿物中,γ型硅酸二钙具有较高的常温碳酸化反应活性。以γ型硅酸二钙润湿粉末为研究对象,探明了其碳酸化程度随反应时间、颗粒粒径、温湿度、分压和水固比等的发展规律,结合优化的缩核模型和经验方程,建立了碳酸化反应动力学方程。结果表明:动力学模型和实际结果的拟合程度良好,由于碳酸化产物的包裹阻碍溶出离子的扩散是碳酸化反应的主要控制因素。     

纯碱生产中碳酸化过程的反应动力学

对碳酸化过程的化学反应机理进行了分析，指出了主要的基元反应。在对反应过程合理简化的基础上，根据实验数据归纳出各种温度和ＣＯ２供给速度条件的碳酸化反应动力学方程式。通过计算进一步得到了不同条件的反应速度系数。在此基础上讨论了加快反应速度，提高氨转化率和ＣＯ２利用率的各种影响因素     

加压下硫化钙氧化反应动力学和模型

在加压下研究了硫化钙在730～970 ℃的氧化行为及动力学和模型,结果表明：硫酸钙是硫化钙氧化的惟一产物,增大压力或提高温度均能使硫化钙的转化率增加,加压下可抑制硫化钙和硫酸钙的固固反应,动力学和模型分析表明硫化钙的氧化基本上受扩散控制.     

电解锰渣中Mn2+的固化及动力学研究

电解锰渣(EMR)中大量可溶性锰会带来严重的环境问题,需要对其进行固化处理.本文利用CaO固化电解锰渣中Mn2+及其动力学机制,系统考察了CaO添加量、液固比、温度和反应时间对Mn2+固化率的影响.通过XRD、SEM-EDS对原EMR和预处理EMR的物相组成、表面形貌检测分析,探讨固化反应机理.结果表明,在CaO与EM...     

某混合炸药提取铝工艺与动力学研究

研究了含Al混合炸药中Al的酸解反应工艺条件及动力学行为,考察了反应温度、硫酸浓度、炸药粒度及搅拌强度对反应的影响。结果表明,用稀硫酸溶液酸解Al的较适宜条件为：温度在40~50 ℃之间,硫酸浓度0.8 mol/L,炸药颗粒尺寸50目左右;Al的酸浸过程可用“粒径不变收缩芯模型”描述,符合动力学方程g(x)=1-(1-x)^1/3=kt,为化学反应控制类型,表观活化能为42.392 kJ/mol。在此基础上,经线性回归分析,发现表观反应速率常数k与硫酸初始浓度c₀及炸药粒径1/r₀²成正比例关系。     

煅烧菱镁矿在氯化铵乙二醇溶液中的浸取动力学

系统地研究了菱镁矿的煅烧条件以及煅烧粉在氯化铵乙二醇溶液中的浸取动力学. 菱镁矿在750℃下煅烧2 h左右能使MgCO3分解完全而CaCO3不分解,过烧会使晶粒长大,从而降低浸取速率. 在消除外扩散影响的前提下,浸取过程在反应物(NH4Cl与MgO)以化学计量比反应、氯化铵的初始浓度为0~1.23 mol/L时符合未反应收缩核模型(Unreacted shrinking core model),且浓度为1.23 mol/L时浸取速率达到最大;浸取速率受表面化学反应控制,活化能为44.74 kJ/mol.     

冰转化为水合物的收缩核反应动力学模型

冰转化为水合物是一个有产物层生成的气固反应过程,整个反应过程由气体反应物的外扩散、产物层内扩散以及在冰和水合物界面发生的化学反应组成。在对冰转化为水合物控制步骤分析的基础上,引入符号函数并提出一个改进的未反应核收缩模型来描述冰转化为水合物的动力学。给出了该模型的数值求解方法,求解结果与文献数据相吻合。     

由氟化锂和五氯化磷制备五氟化磷的动力学研究

在150~195 ℃下,研究了氟化锂和五氯化磷制备五氟化磷的反应过程,并应用缩芯模型处理数据,确定了反应的动力学模型：反应初期（0～0.5 h）,该反应受化学反应控制,动力学方程为k_s=22.2exp[-34 490/(R_gT)];反应后期（1～3 h）,该反应主要受内扩散控制,动力学方程为D_e=4.357×10^-7exp[-29 980/(R_gT)]。该研究旨在揭示氟化锂和五氯化磷制备五氟化磷反应过程的相关规律,为工业生产五氟化磷提供必要的基础数据。     

碳酸锶在硝酸铵溶液中的溶解动力学

为优化碳酸锶溶解工艺,使碳酸锶的生产过程更加清洁,采用硝酸铵代替无机酸溶解碳酸锶。研究了粗碳酸锶在硝酸铵溶液中的溶解动力学。发现温度是影响溶解反应速度的最主要因素。铵离子浓度、搅拌速度、原料碳酸锶的纯度等都对溶解反应速度产生一定的影响;反应的最初阶段属于化学反应控制过程,反应机理符合缩芯模型。反应温度107℃时,测得溶解反应频率因子k0=7.019×1013,活化能E=108.338 kJ/mol。在较高的温度下,碳酸锶与硝酸铵反应是能进行到底的多相化学反应。     

Kinetics of metal ion exchange in iminodiacetic resins at low concentrations

The kinetics of metal exchange processes with iminodiacetic chelating resin, which occurs with metal concentration change, has been studied. Mechanisms of rate control were analyzed, and diffusivities determined from experiments in batch solutions with decreasing metal concentrations, following the unreacted core model. Metal exchange in binary and ternary systems are analyzed and diffusivity variations of these systems discussed in terms of reaction fronts. The influence of temperature was also studied and energies of activation determined.