木质素慢速热解机理

利用热重考察了不同升温速率下木质素的热解特性,结合红外光谱对木质素热解的不同阶段生成的半焦的表征结果,分析了木质素在慢速升温条件下的热裂解机理,表明:木质素的热解是一个旧键断裂挥发、新键重组的过程。热解过程随着反应时间的推移依次分为水分挥发、支链断裂重组或挥发和芳环缩聚成碳3个阶段。采用Flynn-Wall-Ozawa方法,根据不同升温速率下测得的失重速率变化求算后两个阶段的活化能,结果分别为64 kJ·mol^-1和132 kJ·mol^-1,进一步证明了木质素热解的分段特征,并表明芳环缩聚成碳所需活化能远大于与苯环相连的支链断裂所需的能量。     

慢速热解对生物质粉体物性的影响

慢速热解方法可以有效地脱除生物质中的氧元素,提高生物质的能量密度,从而提高生物质气流床气化合成气的热值;并可以有效地改善生物质的物性,实现稳定连续的输送。使用直剪仪对不同粒径的生物质和不同热解温度的半焦进行物性分析,结果表明:热解后,半焦的休止角、内摩擦角和开放屈服强度都明显降低;堆积密度比原料的堆积密度大;从电镜图片分析得出表面结构的变化是物性发生变化的根本原因;400℃半焦的休止角为38.8°,堆积密度为269.4 kg/m3,开发屈服强度为26.8 kPa,并结合半焦气化合成气的热值得出400℃半焦作为气化原料比较合理。     

生物质热解特性和动力学研究

利用热重分析对在氮气气氛下不同升温速率的马尾松生物质原料热失重行为进行了研究。由失重和失重速率曲线分析可知,生物质热解过程分为三个阶段。根据热重实验数据建立动力学热解模型,运用Popescu法从22种动力学机理函数中寻求裂解的最概然机理函数并计算裂解的动力学参数。结果表明,Zhuralev,Lesokin和Tempelmen(Z-L-T)方程为最概然机理函数。     

生物质催化热解特性和动力学研究

利用热分析技术对氮气气氛下不同升温速率下马尾松生物质试样的热解过程和以Na2CO3为催化剂的催化热解过程进行了研究。结果表明,Na2CO3催化剂可使生物质的主要热解区向低温区移动,而最大失重速率减少。根据热重实验数据,运用Popescu法对马尾松热解和催化热解动力学进行了研究。结果表明,Z-L-T方程为热解和催化热解的最概然机理函数,并计算出其相应的热解动力学参数。     

秸秆类生物质低温热解及混合气化的研究

生物质能源是一种重要的可再生能源,利用生物质和煤混合气化技术可以减少CO2的排放。研究了低温热解预处理对秸秆类生物质产物和气体浓度分布的影响,结果表明：经低温热解预处理后制得的生物焦的量和气体的浓度分布不仅与热解温度有关,而且与生物质种类的组成有很大的关系,考察了生物质焦和煤炭混合气化的热重试验,对混合气化反应性进行了有益的探索。     

小麦与玉米秸秆的热解过程及其动力学分析

采用热分析仪,通过研究在氮气气氛下,升温速率分别为20、40、60和80℃/min时小麦和玉米秸秆的热解过程得出：小麦和玉米秸秆的热解过程可以分为预热解、快速热解和慢速热解三个阶段;随着升温速率的升高,热解最大速率增加,其对应的温度向高温区移动,活化能和指前因子增大,动力学拟合直线的相关系数降低。     

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。     

松木脱脂行为的热重研究

本文应用热重分析法研究了松木在10℃.m in-1升温速率下,30~700℃的热分解过程,分析了每个阶段的化学物理变化,并比较了干燥脱脂和丙酮脱脂后松木的热解行为,找出高温脱脂的最佳温度为180~200℃。利用松木热重分析曲线求得松木热解脱脂反应为一级反应,表观活化能为93.18KJ.mol-1,这些数据可为松木的脱脂与防火研究提供参考。     

印刷线路板废弃物热解实验研究

引　言作为一种重要的电子产品 ,印刷线路板广泛应用于多个领域 ,伴随着电子产品的更新换代 ,大量的印刷线路板被废弃淘汰 ,另外在印刷线路板生产过程中也会有 30 %～ 5 0 %的废料产生 ,仅我国台湾省每年需要处置的废弃印刷线路板就达 10万吨[1] .从组成可以看出 ,PCB废弃物中包含有大量直接或间接来源于石油产品的聚合物高分子材料 ,具有很高的热值 ,利用它们既可产生能源也可生产相关的化学产品[2 ] .作为一种新型的废弃物 ,印刷线路板废弃物的合理处置开始在一些发达国家受到关注[3～ 5] .目前大规模处理该类废弃物主要还是采取传统的…     

木塑复合材料热解特性

通过热重分析(TGA)和裂解/气质联用(Py-GC/MS)对杨木/高密度聚乙烯(HDPE)木塑复合材料(WPC)进行热解,考察了木粉和聚烯烃塑料热解过程中的相互作用。结果表明:生物质和塑料热解过程中存在明显的协同作用,杨木在较低的温度下即开始发生热解,其提供的自由基参与了聚烯烃热解反应,产生了更多的轻质烃类产物。而聚烯烃分解产生的碳氢化合物向生物质分解产生的自由基提供氢,促进挥发性物质生成,部分抑制了活性自由基进一步聚合结焦,得到了更多的挥发性产物和减少了固体残炭。     

三种木材的裂解动力学研究

在氮气氛和不同的加热速率下对三种木材(马尾松、棉杆和杉木)进行了热重分析.同时研究了碳酸钠对这三种木材热解的催化效应.运用Popescu法从22种动力学机理函数中寻求裂解的最概然机理函数并计算裂解的动力学参数.结果表明,Zhuralev,Lesokin and Tempelmen(Z-L-T)方程为最概然机理函数.根据Z-L-T方程计算的动力学参数表明,在裂解的低转化率范围,碳酸钠可以降低表观裂解活化能,而在裂解的高转化率范围,碳酸钠可以增加表观裂解活化能.根据木材的结构成分对碳酸钠的催化行为进行了分析.     

生物质连续裂解能源转化工艺与装置实验研究

介绍了连续热解生物质,使之产生出可燃气和生物燃油的裂解装置.试验表明,该装置可用于各种固体生物质的热解转化,并且以秸秆为例,研究了裂解过程的最佳操作工艺条件.对裂解所得的固体、液相和气相产物作了初步分析,获知生物油和可燃气的构成为可燃组分混合物.     

松木屑加压CaO催化热解动力学研究

研究了不同压力、升温速率以及添加CaO催化剂对松木屑热解过程的影响并进行了动力学分析。研究结果表明：1）增加系统的反应压力会降低热解过程的最终失重率,最终的剩余物质增加,并且提高反应压力,不利于挥发分析出。但是通过动力学分析发现,一定范围内增加压力能够降低热解过程中的活化能,从而有利于热解反应的发生,但是压力超过0.7 MPa以后,活化能开始增加。2）增加升温速率,挥发分释放的越强烈,有利于热解反应的进行,但挥发分大量析出的温度范围并没有很明显的浮动。通过动力学分析发现,随着升温速率增加,反应的活化能出现减少趋势,这说明随着升温速率增加,松木屑热解反应更加激烈。3）在松木屑热解反应中添加CaO对反应过程有较大的影响。随着CaO催化剂添加量增加,松木屑最终失重率逐渐减少,从72.81 %减少到59.61 %,降幅达到18.13 %。DTG曲线显示失重峰增加到4个,另外两个为Ca（OH）₂和CaCO₃分解所引起的失重峰。随着CaO添加量的增加,第1个失重峰的峰值和第2个失重峰的峰值逐渐减小,最大峰值对应的温度点变化不明显;第3、第4个失重峰的峰值逐渐增加,最大峰值对应的温度出现明显增加趋势。     

芦苇秆热解特性及动力学分析

为了充分利用芦苇秆生物质能源,以不同升温速率对芦苇秆进行热重实验,分别运用Coats-Redfern（CR）法、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法、Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）法计算芦苇秆热解动力学参数,并利用主函数图法确定反应机理和动力学。结果表明：芦苇秆热解可分为4个阶段,其中190~400℃为主要热解阶段。在此阶段,将3种方法计算所得转化率（α）与实验数据进行对比,发现当温度大于250℃时,Coats-Redfern法计算值与实验数据偏差较大,而Flynn-Wall-Ozawa法与Kissinger-Akahira-Sunose法在整个阶段内吻合度较高。由主函数图法可知芦苇秆热解最佳反应机理为随机成核,反应级数为2。对比残差平方和发现,Kissinger-Akahira-Sunose法相比于Flynn-Wall-Ozawa法更适合计算芦苇秆热解动力学参数,计算的表观活化能随转化率的增大呈先增大后减小的趋势,并在转化率为50%时达到最大值286.9 kJ/mol。     

聚四氟乙烯热裂解研究

采用热重分析法,研究了聚四氟乙烯(PTFE)在氮气气氛下的热裂解特性。结果发现:在不同的升温速率下,PTFE呈现一致的热解曲线,其热解为吸热反应,整个热解过程只有一个失重阶,并包含一个失重峰。同步傅立叶变换红外光谱仪对氮气气氛下热解的气体产物进行检测,检测分析到PTFE的主要热解产物为四氟乙烯单体。另外,利用电子探针对热解残留物元素组成进行分析,发现废料热解残留物各金属元素含量与普通不锈钢各金属元素含量接近。     

生物质微波热解产生物油的影响因素研究进展

生物质作为可再生资源具有低成本、分布广泛且易得等优点,生物质能的开发利用可有效缓解能源压力,减少环境污染。微波热解技术是生产燃料油和高附加值化学品的有效方法之一,与传统的热解相比,微波热解具有加热速率快、均匀性好、选择性加热、节能与易于控制等优点。在简单分析微波热解产物分布的基础上,详细综述了近年来微波热解生物油产率的影响因素,主要包括热解温度、功率、吸波剂、催化剂、原料预处理、加热时间、原料性质和物料尺寸等因素;最后,总结和展望了微波技术在生物质催化热解制备生物油领域应用中存在的问题、解决途径和发展前景。     

生物质裂解机理模型的研究进展

生物质能是重要的可再生资源,而裂解是未来最有前景的生物质利用方式之一。综述了生物质裂解机理模型的研究进展,并指出了裂解机理研究中存在的问题。     

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。     

三种常见生物质热解动力学特性的研究

采用热重法对三种常见生物质热解特性及反应动力学进行研究。考察了粒径和升温速率对生物质热解特性的影响。粒径减小时,稻草开始热解的温度和热解结束的温度都降低,最大失重变化率对应的温度也降低;升温速率增加时,热解挥发分起始析出温度和DTG曲线峰值温度均相应增加。采用Coats-Redfern法对生物质热解过程进行处理,并求出了生物质热解的动力学参数,求出的表观活化能变化范围在30～70kJ/mol。