印尼褐煤的热分解特性研究

采用热重分析和热解实验对印尼褐煤的热分解特性进行研究,探讨了印尼褐煤的热解机理、升温速率和热解终止温度对热解过程的影响.结果表明,印尼褐煤的热失重过程包括水分蒸发、挥发分析出和焦炭形成三个阶段;在温度低于300℃时,印尼褐煤以水分蒸发和脱除吸附小分子气体为主,300℃时开始微热解反应,400℃时热分解反应剧烈.在同一热解温度条件下,升温速率为10K/min～20K/min的慢速升温热解过程中,焦油产率维持在8.5%(质量分数)附近,升温速率对热解产物产率的影响较小;在400℃～600℃的低温热解范围内,热解终止温度对焦油产率影响较小,但热解气体产率随热解终止温度的增大而增大,而半焦产率却随之降低.     

松木慢速热解影响因素的实验研究

以红松为原料,从升温速率(5、10和15℃/ min)、生物质颗粒粒径(120～180、180～380和380～830 μm)以及试样量(4、6和8 mg)等3个影响生物质慢速热解的主要因素进行了实验研究和分析。结果表明,在粒径和试样量一定的情况下,随着升温速率的增大,生物质的热失重曲线略向高温方向偏移;在试样量和升温速率一定的情况下,反应速率随着粒径的减小而增大。     

酸性糠醛残渣热解实验及热解炭性能研究

为解决糠醛渣的堆放及资源的合理利用,以糠醛渣为研究对象,分别在同步热分析仪及管式炉上进行热解实验研究,主要考察热解终温、升温速率、碳酸钠含量对糠醛渣热解产物分布及热解炭性能的影响。同步热分析仪分别以10—40℃/min的升温速率升高到850℃(10℃/min添加碳酸钠);管式炉上以10℃/min的升温速率到达热解终温300—600℃。结果表明:热重分析确定热解失重过程为干燥段、挥发分逸出段、热解炭化段3个阶段,确定主要热解温度区间为300—600℃。添加碳酸钠后抑制水分的析出,失重变化率峰值变大,表明碱金属钠盐促进纤维素的分解。随着热解温度的升高热解碳的p H值逐渐增大,热解温度为400℃时达到最高的亚甲基蓝脱色率44.4%。热解炭可进一步用于活性炭染料吸附。     

生物质在管式炉中的热解试验研究

对锯末、蔗渣、稻壳、纸屑等四种生物质在管式加热炉中进行了热解实验研究,分别在两种升温模式下,以及有无石灰石作为催化剂的条件下进行了对比实验研究。实验结果表明,四种生物质在15℃/m in升温速率下热解所得气体产物流量随温度变化规律相似,气体流量在200℃~400℃最大。初始热解温度对热解气体产物的流量影响显著。在加入石灰石作为催化剂后,生物质热解液体产物量明显减少。     

竹材热解动力学特性分析

采用热重分析法研究了氮气气氛下竹材的热解行为及其动力学特性,分析了升温速率和粒径对竹材热解过程及动力学参数的影响. 结果表明,竹材热解分为干燥、预热解、热解和缓慢热解４个阶段;升温速率对竹材的热失重特性有显著影响,当升温速率从40℃/min增加到100℃/min时,竹材热解出现了滞后现象,热解活化能从130.87 kJ/mol下降到73.85 kJ/mol,频率因子及反应级数单调减小;不同升温速率下计算的活化能和频率因子之间存在良好的补偿效应;当粒径大于380 mm时,竹材的热解不仅受动力学控制,受颗粒传热、传质影响也较大.     

聚四氟乙烯废料的热解实验

在自制的管式热解反应器中进行填充PTFE废料(含45%不锈钢粉)热分解实验,考察了废料的热解过程及主要因素的影响.结果表明,热解终温、终温持续时间、升温速率、粒径大小和氮气(热解气氛)气速对废料热解过程有影响,其中前3个因素的影响最为显著.对此影响显著的因素进行正交实验设计,得出最佳实验操作条件:热解终温550 ℃、热解终温持续时间20 min、升温速率15 K/min.在该操作条件下聚四氟乙烯废料热解产物有四氟乙烯、六氟丙烯和八氟环丁烷.产物可直接用于六氟丙烯的生产应用.     

高粱秸秆热解产物的研究

研究了热解温度、气体流量、加热速率和保温时间三个操作因素对高粱秸秆热解产物(生物油和残炭)分布的影响。结果表明,对高粱秸秆热解产物的分布有很大影响的因素是热解温度和气体流速。在热解升温速率为10℃/min、热解温度为450℃,氮气流速为100mL/min、保温时间为1h的条件下,液体收率最高。     

利用热重-红外联用对生物质热解特性研究

采用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究不同升温速率对生物质热解特性影响。以氮气为载气,在室温和600℃区间,以3种升温速率(10,30,50℃/min)对生物质试样(麦秆)进行热解实验,确定了生物质起始分解温度,热解失重主要发生在快速热解阶段,升温速率越高,热解起始温度和失重速率越大;热解气体通过FTIR分析结果表明,热解初始阶段的气态产物主要是水蒸气和少量的CO及CO2,随着温度的升高,热解的主要气态产物变为CO、CO2、CH4以及小分子烃类。     

利用热重-红外联用对生物质热解特性研究

采用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究不同升温速率对生物质热解特性影响。以氮气为载气,在室温和600℃区间,以3种升温速率(10,30,50℃/min)对生物质试样(麦秆)进行热解实验,确定了生物质起始分解温度,热解失重主要发生在快速热解阶段,升温速率越高,热解起始温度和失重速率越大;热解气体通过FTIR分析结果表明,热解初始阶段的气态产物主要是水蒸气和少量的CO及CO2,随着温度的升高,热解的主要气态产物变为CO、CO2、CH4以及小分子烃类。     

神府粉煤热解动力学及产物半焦研究

通过TG/DTG热分析仪,对不同升温速率下神府粉煤热解特性进行实验研究,利用扫描电镜(SEM)对不同升温速率下的产物半焦进行外貌表征,将粉煤热解过程分为三段,分别建立一级动力学模型。结果表明,随着升温速率的增加,粉煤热解失重率降低,当升温速率由10℃/min升高到30℃/min时,热解失重率由37. 0%降低到23. 02%;产物半焦具有丰富的孔隙结构,升温速率越大,热解产物半焦的孔径越大,且排列趋于规则化;由一级动力学模型结果可得,活化能和频率因子之间存在补偿效应。     

生物质微波热解影响因素的研究

针对大尺寸生物质热解的特点,采用预热工艺和热解工艺相结合的方法,对木渣进行了微波热解。在此基础上,系统研究了热解温度、微波功率、升温速率、预热时间、预热温度等工艺参数对热解产物分布及其组成的影响。实验结果表明,在预热温度160℃,预热时间15 min,裂解功率400 W,裂解温度600℃,升温功率1 000 W的条件下,得到生物油最大产率47.2%,生物炭产率为24.35%,合成气产率为28.45%。生物油成分主要为芳香族化合物和呋喃类化合物。     

神府粉煤热解动力学及产物半焦研究

通过TG/DTG热分析仪,对不同升温速率下神府粉煤热解特性进行实验研究,利用扫描电镜(SEM)对不同升温速率下的产物半焦进行外貌表征,将粉煤热解过程分为三段,分别建立一级动力学模型。结果表明,随着升温速率的增加,粉煤热解失重率降低,当升温速率由10℃/min升高到30℃/min时,热解失重率由37. 0%降低到23. 02%;产物半焦具有丰富的孔隙结构,升温速率越大,热解产物半焦的孔径越大,且排列趋于规则化;由一级动力学模型结果可得,活化能和频率因子之间存在补偿效应。     

椰衣微波热解工艺的响应面法优化及液体产物组成分析

利用Box-Behnken试验设计，采用响应面法对椰衣微波热解工艺进行优化，考察了热解温度、氮气流速、升温速率和热解时间对液体产物产率的影响。试验结果表明：回归方程模型拟合较好且显著。各个因素对液体产物的产率影响的主次顺序为热解温度>氮气流速>热解时间>升温速率。最佳热解条件为热解温度550℃、氮气流速80 mL/min、升温速率20℃/min、热解时间25 min，在此条件下液体产物产率为38.28%。对液体产物的性质和组成分析发现：优化条件下得到的液体产物中含水量为14.32%，pH值为3.78，热值为24.61 MJ/kg。通过GC-MS对液体产物进行分析，最佳条件下得到的液体产物中主要含有酚、醛、酸、酮类化合物，分别为84.35%、6.01%、3.37%、2.05%，其中酚类化合物的量最高，包括苯酚（33.51%）、对甲酚（9.71%）、2-甲氧基苯酚（10.99%）和4-乙基-2-甲氧基苯酚（5.57%）。     

轮胎粒径对热解产物的影响

最终热解温度500℃,升温速率20℃/min的条件下,以管式炉热解实验和热重分析为基础,研究了轮胎粒径对废轮胎热解产物的影响。结果表明,在轮胎样品粒径从2 mm减少到0. 1 mm时,热解油产率增加了12. 9%;固体产物产率由52. 1%降低到了39. 4%;同时减小轮胎样品粒径有助于降低热解炭中结焦与积炭的含量;当轮胎粒径达到0. 2 mm后继续减小轮胎样品粒径对热解油产率几乎没有提高。     

基于TG-FT-IR的关中麦秆热解特性及动力学研究

利用TG-FT-IR技术分别以5、10、20℃/min 3种不同的升温速率,在室温至1000℃下对陕西关中地区麦秸秆(麦秆)的热解行为、特性及动力学进行了研究。研究结果表明,关中麦秆的热解过程可分为4个阶段:失水(室温到150℃)、半纤维素热解(150~300℃)、纤维素热解(300~380℃)及木质素热解(380~1000℃);升温速率的升高使关中麦秆的起始热解温度提高,较低的升温速率可克服热解过程中的传热滞后现象,更有利于关中麦秆的热解。关中麦秆升温速率20℃/min下最大失重速率处的的热解产物主要为H₂O、CH₄、CO₂、CO及一些芳香族、酸类、酮类、醛类、醇类、烷烃、酚类和醚类等有机物。通过无模式函数法中的FWO和KAS法对关中麦秆的热解表观活化能在转化率(α)0.1~0.8内进行了计算,所得活化能均约为202 kJ/mol。此外,Kissinger法估算所得表观活化能约为171.12 kJ/mol,略低于FWO法和KAS法热解表观活化能。     

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。     

轮胎粒径对热解产物的影响

最终热解温度500℃,升温速率20℃/min的条件下,以管式炉热解实验和热重分析为基础,研究了轮胎粒径对废轮胎热解产物的影响。结果表明,在轮胎样品粒径从2 mm减少到0. 1 mm时,热解油产率增加了12. 9%;固体产物产率由52. 1%降低到了39. 4%;同时减小轮胎样品粒径有助于降低热解炭中结焦与积炭的含量;当轮胎粒径达到0. 2 mm后继续减小轮胎样品粒径对热解油产率几乎没有提高。     

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。     

基于热分析法的神府粉煤低温热解影响因素研究

利用TG-DTG热分析仪对神府粉煤热解特性进行实验研究,考察升温速率、煤样粒径和载气流速对神府粉煤热解过程的影响,并通过正交实验确定最大失重速率的最佳条件.热重实验结果表明:升温速率、煤样粒径和载气流速对热解失重均有影响.升温速率和载气流速增大,热解失重量减少.粒径对热解失重率的影响呈抛物线分布,最大热解失重量存在最佳粒径,本实验所研究的粒径小于0.84mm的神府煤,热解过程中最佳粒径为0.25mm~0.42mm.正交实验结果表明:升温速率是影响煤热解过程的主要因素,其次是粒径,载气流速对热解影响最小;当神府煤的煤样粒径为0.25mm~0.42mm、升温速率为30℃/min、载气流速为120mL/min时,热解失重速率最大,为4.95%/min.     

生物质热解半焦燃烧特性的实验研究

鉴于目前针对生物质热解半焦燃烧特性的研究较少,以稻壳、松木屑和玉米秸秆为原料,利用自行搭建的固定床热解实验台,在300、400、500、600℃的热解温度下制备了以上3种生物质的半焦,同时采用TG-DTG热分析联用技术,研究热解终温、粒径、升温速率和生物质种类对生物质热解半焦燃烧特性的影响。结果表明:热解终温越高,半焦的燃烧性能越差;同一种半焦,粒径越小越有利于其着火与燃尽;升温速率为50℃/min时,燃烧性能达到最佳;不同生物质种类制得的半焦燃烧性能差异很大。