非膨胀型无机防火涂料的热解分析

对SWH室外厚型钢结构防火涂料在高温试验的基础上进行了热重分析.在升温速率为25 ℃/min下热解,得到防火涂料的热重曲线(TG)、微商热重曲线(DTG)和差热曲线(DTA).发现样品的失重过程由干燥和初挥发段,升温段,热解段,剩余物质加热段4个阶段组成,并对所得曲线进行了详细分析.结果表明:在200～400 ℃期间,SWH室外厚型钢结构防火涂料的阻热性能减弱.     

非膨胀型无机防火涂料的热解分析

对SWH室外厚型钢结构防火涂料在高温试验的基础上进行了热重分析。在升温速率为25℃／min下热解,得到防火涂料的热重曲线（TG）、微商热重曲线（DTG）和差热曲线（DTA）。发现样品的失重过程由干燥和初挥发段,升温段,热解段,剩余物质加热段4个阶段组成,并对所得曲线进行了详细分析。结果表明：在200～400（期间,SWH室外厚型钢结构防火涂料的阻热性能减弱。     

废旧竹制地板热解特性研究与动力学分析

为研究废旧竹制地板的热解特性,采用热重分析法对废旧竹制地板颗粒进行热解实验,并利用控制变量法,得到地板颗粒在不同粒径、升温速率和气氛下的热解参数及热重曲线,使用Coats- Redfern 积分法进行热动力学分析,并选择最佳机理函数。结果表明,废旧竹制地板的热解分为4 个阶段,各阶段温度区间分别约为20～100、100～200、200～384、384～800 ℃。通过对热解条件的研究,粒径大小可对热解主要质量损失阶段造成影响,会使该阶段的发生延后,升温速率对热解的影响主要体现在第三阶段,升温速率越大,反应越剧烈,空气对热解有促进作用,可使反应更加充分,质量损失更大。     

页岩气油基钻屑真空热解工艺优化试验

涪陵页岩气田油基钻屑热解技术具有油回收率高、稳定可靠、安全环保的优点,针对其存在能耗高、易结焦、回收油品质量低等工程实际问题,在充分调研现场热馏炉式连续回收处理设备的基础上,自制了热 解模拟试验装置。通过研究单因素对热解效果的影响,优选了油基钻屑热解参数,试验表明：热解终温、停留时间、升温速率、真空度对油基钻屑热解效果均有影响,其中热解温度是影响油基钻屑热解效果的主要因素;其次 正交试验筛选出了油基钻屑热解最佳运行条件,当热解温度为400℃,停留时间为50min,升温速率为30℃/min, 真空度为0.1MPa,试验未发现结焦现象,处理后的油基钻屑残渣含油率为0.29％,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》农用地标准（含油率小于0.30％）;热解矿物油测试分析表明热解前后矿物油的组分分布 基本一致,以烷烃类（60％以上）和芳烃类（约占10％）为主,属典型油基钻屑中总石油烃类分布,热解试验并未 破坏基础油组分,回收矿物油的品质较高。     

5个常见树种枝叶热解的热红联用分析

通过热重-红外联用技术,研究长江下游地区5个常见树种在纯氮气氛围中、40℃/min升温条件下的热解过程的特点。进气速率为40 m L/min,温度范围为30~800℃,得到样品的热重(TG)和微商热重(DTG)曲线。对产生的烟气进行红外光谱解析。结果表明,样品的热解反应在180℃时气体排放大量增加,可分为水分析出、快速热解、炭化3个过程。热解产物主要有CO、CO_2、酯类、酸、醛等物质。     

油基钻屑低温热脱附处理工艺模拟

为减少油基钻屑对环境的不良影响和危害,并最大限度地回收资源,提出采用低温热脱附的方式 对其进行处理。通过钻井液油水固相分离装置并结合正交实验法对低温热脱附处理工艺进行模拟研究,选用 热重分析仪及气相色谱研究油基钻屑热解失重规律以及回收油总石油烃分布。结果表明：低温热脱附处理油 基钻屑的主要影响因素为处理温度,其次为停留时间,升温速率影响最小,350℃处理温度下,即可将油基钻屑 热脱附残渣含油率降至0.3％以下,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》;油基钻屑中含水率的增 加有利于提高低温热脱附效果,原料含水率在5％～10％时热脱附效果及经济性最好;低温热脱附回收油品质 好,和原料总石油烃分布基本一致。     

油田含油污泥与芦苇共热解实验研究

以北方某油田湿地芦苇与油田某污水处理厂剩余污泥为对象,利用同步热分析仪及静态热解炉研究油田含油污泥及含油污泥-芦苇混合物的热解特性,将静态热解过程数据与同步热分析TG（热重分析）、DTG（微分热重分析）、DSC（差示扫描量热分析）曲线结合,计算了终止温度、产物量等。结果表明：不同含油污泥样品其产物生成率差别不大,热解TG、DTG和DSC曲线有较大差别,添加一定比例的芦苇可以使含油污泥热解过程变得匀速缓和,5%（质量比）的芦苇添加量可以使热解残渣恒重温度降低约25℃。混掺芦苇的样品残渣呈分散颗粒状,无聚结现象,对热解结焦将产生一定抑制作用。     

碳纤维/环氧复合材料的热解特性及动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究随机、单向、织布 3种铺层结构碳纤维/环氧复合材料在不同升温速率下的热解特性。氮气气氛(50 mL/min),升温速率取 5、10、20、30、40 ℃/min,实验温度范围为 25～800 ℃。研究表明：3 种铺层结构碳纤维/环氧复合材料均只有 1 个热解阶段,热解温度范围及到达失重速率峰值温度几乎相同,但铺层结构对热失重速率峰值及质量剩余率有较大影响。随着升温速率的增加,热解反应各阶段终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。采用 Kissnger 法对不同铺层结构碳纤维/环氧复合材料的热解动力学进行计算,得到其表观活化能。     

红松热解特性及动力学实验研究

采用热重分析法对红松的树皮、树干、松针和松果在空气气氛下进行热解实验,升温速率20℃/min,从20℃加热至800℃,并对热解过程进行动力学分析。结果表明:试样的热解过程分为失水、微失重、主要失重和炭化4个阶段,热稳定性大小排序为:松果树皮树干松针。升温速率越高,失重速率越快,但升温速率过快使试样内部受热不均,产生热滞后现象。升温速率为10℃/min时热解失重率最高,热解反应最充分。CoatsRedfern法和Broido法较适用于红松热解动力学计算。试样活化能大小排序为:松果树皮树干松针。     

基于FWO法与CR法的中蒙边境森林草原交错区沟塘草甸羊草热解动力学分析

以内蒙古自治区阿尔山市内沟塘草甸为研究区域,选取典型草本羊草为研究对象,运用热重分析法以通氧速率10、20、30 mL/min,在升温速率分别为40、80 ℃/min的条件下进行热失重行为研究。使用TG-DTG曲线分析样品的热解过程,利用Coats-Redfern（CR）积分法和Flynn-Wall-Ozawa（FWO）积分法对样品的快速热解阶段进行动力学分析,得出在不同氧气浓度下样品的热解活化能和指前因子并求得相应参数。结果表明羊草热解过程分为：失水阶段、快速热解阶段、炭化阶段。其中快速热解阶段为350～450 ℃,此阶段中升温速率越快,温度滞后现象越明显;通氧速率越快,温度超前现象越明显。热解过程及动力学参数分析表明,Flynn-Wall-Ozawa法更适用于羊草热解过程,引发火灾危险程度的通氧速率为：30 mL/min＞20 mL/min＞10 mL/min。     

内蒙古毕拉河林区地表死可燃物热解特性

以兴安落叶松-白桦混交林等5种森林枯落物层类为研究对象,运用热重分析法,通过TG-DTG曲线分析样品的热解过程,利用Coats-Redfern积分法对样品的快速热解阶段进行动力学分析,通过着火温度、活化能E与热解特性指数P的综合分析,评价各可燃物样品的燃烧特性。结果表明：264～411 ℃是快速热解阶段,也是热失重的主要阶段,失重量达初始失重量的82.26%以上。其中兴安落叶松林活化能E相对较高,热稳定性相对较强,兴安落叶松-白桦混交林热解特性指数P相对较低,热解行为相对较难。可以营造兴安落叶松-白桦混交林,作为防火树种并建立防火隔离带,能够降低林分燃烧特性,减小森林火灾发生的可能性。     

小尺度变压器油池火灾燃烧特性的实验研究

开展了直径20～50 cm 的圆形变压器油池火实验,分别测量并研究了火焰形态、燃烧速率、火焰轴心温度等燃烧特性。结果表明：在变压器油燃烧的3 个阶段中,稳定燃烧阶段持续时间最长,而衰减熄灭阶段要明显短于起始燃烧阶段。在燃烧速率方面,油池的直径越大,变压器油燃烧速率越快,燃烧时间越短,变压器油的液位下降速度也越快。变压器油的单位面积燃烧速率与经典辐射模型具有良好的一致性,单位面积燃烧速率与油池直径呈现幂函数形式。在火焰温度方面,油池中心线温度呈现距离液面的垂直高度越大其火焰温度越低的趋势,液面上方火焰温度最高可达700～800 ℃,同时油池火尺度对火焰最高温度的影响不大。     

5种乔木可燃物不同升温速率下的热重研究

摘 要：为探究不同升温速率下5种典型乔木可燃物的热解特性,加快和完善内蒙古大兴安岭地区森林燃烧性研究,以白桦、黑桦、兴安落叶松、蒙古栎、山杨的小枝为主要研究对象,基于OFW热重分析法,在空气气氛中,以氧气为载气,加热区间为30～600 ℃,首先升温至100 ℃并保持5 min,气体流量为20 mL/min,然后分别以40,60,80 ℃/min升温速度率升温。通过TG-DTG曲线分析试样的热解过程,利用OFW法对试样的快速热解阶段进行动力学分析并绘制参数趋势图。结果表明,升温速率对热解过程的影响主要集中在失重阶段,随着升温速率的增加,热解特征温度增加,试样失重率增大。在此阶段,升温速率为60 ℃/min时,5种典型乔木可燃物热解程度排序为：兴安落叶松＞蒙古栎＞山杨＞白桦＞黑桦;OFW法分析下的5种典型乔木可燃物活化能随转化率变化,活化能计算结果可靠,模型较优。山杨活化能区间为659.788～712.664 kJ/mol,调整后的R2为0.962 6～0.999 7,活化能随转化率的增加呈现先减少后增加的趋势,反应进程中后段依然保持良好的放热反应。     

油页岩热破裂规律分形理论研究

 以不同温度下油页岩破裂显微CT图片作为分析对象,将分形的基本理论运用到油页岩的热破裂过程中。研究边长为7.0 mm正方体油页岩试件在200 ℃～600 ℃范围内热破裂裂隙分布的分形规律,得到不同温度下热裂隙分布的分形维数和分布初值。研究结果表明：不同温度下油页岩内部裂隙的分布具有很强的自相似性,符合分形规律,分形维数为1.0～1.5。建立分形维数、分布初值与温度的关系,从分形理论上研究油页岩的热破裂过程,宏观量化裂隙的分布状况和复杂程度。研究结论对分析油页岩热解过程中“微渗流通道”的发展演化过程具有重要的意义;同时,为从分形的角度探索其他岩石的热破裂过程提供一种新的方法和思路。     

蒙古栎树皮的热解特性及动力学分析

为研究蒙古栎树皮热解特性,使用热重分析仪将粉碎后的蒙古栎树皮从室温加热至800 ℃。采用控制变量法,分别以粒径、升温速率、实验气氛为变量进行实验,得到蒙古栎树皮在不同条件下的热解特性,使用Coats-Redfern 积分法进行数据分析。结果表明,蒙古栎树皮颗粒热解过程共有4 个阶段,第三阶段为主要热解阶段;升温速度越快,反应越剧烈,升温速率高时,主要失重阶段会发生延后现象;不同的材料粒径会使总失重率产生变化;蒙古栎树皮在高纯空气中反应更为剧烈,说明空气有助于热解过程;蒙古栎树皮热解所需能量较少,热解较易发生。     

稠油油藏热流耦合“两箱”分析模型及应用研究

在热采过程中存在热、流、固等多场耦合作用,目前的研究方法和分析模型存在一定不足。针对油藏特点,提出油藏热质传递过程的“两箱”分析法,即用于一般分析的“黑箱分析法”和用于精细分析的“白箱分析法”,“黑箱分析法”不涉及油藏多孔介质内部热质传递过程,研究油藏与外界的能量传递过程,以及体系内能量的变化,而“白箱分析法”包括“黑箱分析法”的内容,同时要研究体系内部各部分间的能量转换过程。在此基础上,应用CMG软件进行数值模拟计算和分析,对于热采注汽过程中的蒸汽凝结区域和蒸汽凝结前缘位置,给出分析和判定方法。该研究结果可为深入开展稠油热采注汽过程流体运移特性和提高油气采收率研究提供依据。     

超细干粉灭火装置在油浸变压器的应用可行性研究

通过系列1 m²变压器油火灾灭火实验,研究超细干粉灭火装置对变压器油火灾灭火的有效性,分析超细干粉灭火装置用于油浸变压器的技术可行性。结果表明,4 kg悬挂式超细干粉灭火装置可快速有效扑灭基础油温不超过155℃、预燃时间不超过5 min的1 m²变压器油初起火灾,使之不发生复燃;燃烧时间显著影响变压器油是否发生复燃,当预燃时间超过10 min时,变压器油火被超细干粉熄灭后仍会发生复燃;超细干粉灭火装置用于扑救油浸变压器初期火灾具有技术可行性,实际工程中建议装置喷射口到变压器重点部位的距离取1.7~2.0 m。     

热力耦合作用下无烟煤煤体变形特征的试验研究

利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究φ200mm×400mm大尺寸无烟煤试样在恒定500m原岩应力状态(轴压12.5MPa、围压15MPa),以10℃/h的升温速率从20℃升至600℃过程中的变形规律。试验结果表明:随着温度的升高,无烟煤煤体的变形可分为3个阶段,即20℃～200℃热膨胀阶段、200℃～400℃缓慢压缩阶段和400℃～600℃剧烈压缩阶段。其中,400℃～450℃为无烟煤煤体变形由脆性机制转变为韧性机制的临界温度范围,温度和压力是影响无烟煤煤体变形脆-韧性转变的主要因素,且具有明显的温压等效性,即较高的临界温度所需转化压力较低。热力耦合作用和热解产气是影响煤体变形的关键因素,尤其在高温阶段,热解产气对变形起到主控作用。