生物质混合物与褐煤共热解特性的试验研究

选取秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类等生物质，按相同比例混合为生物质混合物，采用热重分析仪分析研究该生物质混合物与某典型褐煤在不同混合比例下的共热解特性，计算了生物质挥发分析出终止温度并合理定义了褐煤挥发分析出温度。热解试验表明：不同比例的生物质混合物与褐煤在共热解过程中，热解产物的产率基本等于单独热解生物质和褐煤的产率加权平均值；生物质混合物的比例在20％～400％时，褐煤挥发分析出温度低于褐煤单独热解时挥发分析出温度，生物质中的高碱金属和CaO含量及H／C比较大等因素的存在具有一定的促进作用；生物质混合物的比例在50％以上时，由于生物质密度较小且易软化，阻碍煤挥发分的选出和扩散，使褐煤挥发分析出温度显著高于褐煤单独热解时挥发分初始析出温度，生物质对褐煤热解有抑制作用。     

生物质与云南褐煤共热解特性研究

选取一种典型的生物质样品(木屑),将木屑与褐煤分别以15∶85、30∶70、50∶50的质量比例混合.采用热重分析法,在某一特定升温速率下,对各种混合物样品进行热解实验,探讨了单独木屑与褐煤热解特性的差异以及它们共热解时对褐煤热解过程的影响.实验研究表明,木屑与褐煤的热解特性差异较大,木屑的热解温度低,热解反应速度较快,褐煤的热解温度高,热解速度相对较慢.木屑与褐煤共热解特性并不是单独褐煤和单独木屑的简单叠加,而且木屑与褐煤混合热解过程的放热量和木屑的混合比例关系较大.     

小龙潭劣质褐煤的热解特性及其动力学模型

利用热重分析法对小龙潭劣质褐煤进行了热解实验研究.通过分析热重(TG)和微分热重(DTG)曲线得出:随着热解升温速率的提高,TG曲线向高温侧移动,产生热滞后现象,最大热解速度明显加大;随着煤粉粒度的增大,最终失重量减少;随着热解温度的升高,热解产物的生成量逐渐增加,在400~600℃之间,热解产物的生成速度最快,热解最剧烈;通过线性拟合发现该煤样的热解反应机理为三维扩散反应机理模型,并在已知反应机理函数的情况下求解出了煤样的热解反应动力学模型.     

钙对生物质/塑料混合物共热解特性及动力学的影响

为了探究Ca2+对生物质/塑料混合物热解的影响,采用热重分析法研究了Ca2+浸渍酸洗玉米秸秆(ACS)/高密度聚乙烯(HDPE)混合物(AHM)的热解特性.结果表明,Ca2+的添加,使得AHM的初始分解温度以及第一失重峰对应温度均有所降低;此外,由于Ca2+的添加,AHM的第二失重峰对应温度基本不变,最大失重速率有所增...     

市政污泥与木屑共热解特性及动力学分析

采用热重分析法对市政污泥、木屑及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,研究了升温速率和混合比例对热解过程的影响。对污泥和木屑进行单独热解时,木屑比污泥的反应活性更高;随着升温速率的增大,二者的挥发分析出指数D均有增大,但升温速率对污泥挥发分析出的影响更大;污泥与木屑共热解改善了污泥热解过程的综合热解释放特性,有利于热解反应的进行;随木屑添加比例的增加D值呈指数增长,在木屑添加比例为80%时,D达到最大值118.18×10-8,但仍低于理论值141.67×10-8,说明存在竞争作用。文章采用FWO(Flynn-Wall-Ozawa)和Starink方法,分别计算木屑添加比例为80%的共热解表观活化能。当转化程度α为0.1～0.8时活化能变化较小,α为0.9时活化能分别突增到761.64,786.12 kJ/mol。这说明共热解过程可分为150～520℃和520～1 000℃两个温度阶段,与污泥单独热解相比,降低了转化率达到90%时的终温。     

城市污泥耦合锯末共热解特性及动力学分析

为实现城市污水污泥与锯末共热解的工业应用,利用热重分析仪对污泥耦合锯末共热解过程进行了实验与理论研究,揭示了锯末添加比例、升温速率对污泥热解特性的影响,并基于Coats-Redfern法,结合20种常见固体热解机理函数确定了污泥耦合锯末共热解过程最优热解动力学模型。结果表明:锯末相比污泥具有更低的表观活化能,最大失重速率是污泥的4倍;锯末的添加使得热重分析(TG)曲线向下偏移,最大失重速率明显增大,挥发份析出特性变强;随着升温速率的增大,固态残渣增加,最大失重速率减小,不利于热解反应的进行;按7∶3比例混合的污泥锯末耦合热解微分热重分析(DTG)曲线峰前(230~350℃)表观活化能为38.81 k J/mol,最优动力学模型为D_5-3D扩散模型;峰后(350~500℃)表观活化能为29.93 k J/mol,最优动力学模型为C~2-化学反应模型。     

水华蓝藻热解特性及热解动力学研究

采用热重分析研究了水华蓝藻在不同升温速率(5,10,15,20℃/min)下的热解特性。通过等转化率法计算了蓝藻热解的反应活化能,并利用主曲线法判断得出其热解动力学机理函数。结果表明:蓝藻主要的热解阶段发生在170~530℃,随着升温速率提高,最大失重速率升高,而最大失重峰向高温缓慢偏移。当转化率为0.2~0.7时,反应活化能基本保持不变(平均值为169.71 kJ/mol),说明此阶段热解过程能够用单一的机理模型描述。当n=5.3时,实验曲线与标准曲线拟合的线性相关系数R2=1,说明热解反应级数为5.3,计算得到指前因子为7.24×1021s-1,热解反应可以表示为da/dt=3.62×1020exp(-169.71/RT)·(1-α)5.3。     

褐煤干燥及热解机理研究现状

单个大颗粒褐煤干燥、热解机理的研究对于褐煤提质技术的开发具有重要的理论与实际意义,可用于该过程的数值计算与优化研究.对于单个大颗粒褐煤而言,在干燥、热结过程中内部存在较大的温度、水含量及挥发分含量的梯度,所涉及到的科学问题为多孔介质传热与传质问题.文中主要针对褐煤的干燥机理、热解机理及堆积态干燥过程机理进行了详细的文献调研.     

稻壳和褐煤热解特性的初步研究

利用TG-DSC联用分析稻壳与褐煤热解过程中热失重规律及吸放热情况,结果发现,稻壳的热失重率较大,共热解失重过程相当于二者单独热失重过程的叠加。通过DSC曲线分析稻壳与褐煤热解过程的吸放热量显示,与二者单独热解过程不同的是共热解在高温热分解阶段须吸收大量的热量。利用气相色谱分析不同温度下稻壳与褐煤热解气体产物各组分比例,并与热失重过程相对应分析气体产物变化规律,结果发现,H2和CH4气体组分变化规律相同;与褐煤热解相比,稻壳热解气体产物中CO气体组分较多。总体而言,共热解产物是二者单独热解产物的简单加和,但共热解过程吸放热量变化却显示二者存在热量交换和相互影响。     

海藻热解动力学特性研究

选取江蓠、麒麟菜和马尾藻三种海藻为研究对象,进行热解特性研究.在升温速率分别为10℃/min、20℃/min和30℃/min, 反应终温为700℃的条件下,分别对热失重曲线和失重速率曲线进行分析,考察升温速率、反应温度等对海藻热解过程的影响,建立海藻热解的反应动力学模型,计算出江蓠、麒麟菜和马尾藻的平均活化能分别为156.1 kJ·mol-1、75.0 kJ·mol-1和119.6 kJ·mol-1.     

工业微波辐照对褐煤热解特性的影响

为了研究微波干燥对褐煤热解特性及产物的影响,采用功率为10kW的915 MHz工业级微波辐照装置对我国典型褐煤进行了辐照干燥试验,并通过微商热重(DTG)曲线、差示扫描量热法(DSC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析,对比研究了微波辐照干燥与直接热干燥后褐煤热解动力学及热解产物组分的差异.试验结果表明:对于所研究...     

象草热解特性及动力学分析

利用热重分析仪对象草的热解特性进行研究,考察不同升温速率和金属盐氯化钙对象草热解的影响.结果表明,象草主热解阶段发生在450～650K之间.在高温区域(903K)得到趋于稳定的半焦产量,约为26％.添加10％氯化钙后,象草热解得到的固体残留物有所减少.采用Popescu法对象草和添加氯化钙象草的主热解阶段进行动力学求解,其反应机理函数均符合Avrami-Erofeev方程,象草热解活化能为190～219kJ/mol.氯化钙的催化效果明显,象草热解活化能和指前因子大幅度降低,当转化率在0.2～0.3时活化能降幅最大,降低了59kJ/mol.     

沼渣热解动力学、热力学分析及热解产物特性研究

采用热重分析（TG）分析沼渣的热解特性,研究沼渣的热解动力学并计算指前因子A、焓变ΔH、吉布斯自由能ΔG、熵变ΔS等热力学参数。进一步考察温度对沼渣热解产物分布与性质的影响。其热解过程可分为3个失重阶段,其中第2阶段为主要失重阶段,采用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法、Friedman法和Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）法计算的平均活化能分别为410.00、471.32和420.01 kJ/mol,热力学参数计算结果表明沼渣热解过程具有稳定的能量输出。沼渣热解油的产率随温度上升先增加后降低。气体产物的高位热值（HHV）从400 ℃时的6.82 MJ/Nm³增加到700 ℃时的8.54 MJ/Nm³。红外光谱（FTIR）、拉曼（Raman）光谱表明热解温度升高生物炭结构的有序性增加。     

鸡骨废弃物热解特性及动力学与热力学研究

采用热重分析法对废弃鸡骨热解特性进行研究,分别在3种升温速率（10、20、30 ℃?min-1）下进行热解,结果表明鸡骨的热解过程可分为三个阶段,分别为脱水阶段、蛋白质等有机物分解的挥发分析出阶段和碳酸盐等无机物的热解的碳化阶段。受样品热滞后影响,随升温速率的提高,样品的TG与DTG曲线向高温方向偏移。应用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法得到鸡骨热解动力学相关参数,活化能为236-462 kJ/mol。利用主曲线法得到样品反应机理函数为f(α)=(1-α)和 f(α)=(1-α)3。通过分析骨类厨余垃圾的热解过程,可以使废弃骨类资源得到优化配置。     

三种生物质热解特性及动力学研究分析

采用热重分析法研究稻壳、秸秆以及锯末在不同升温速度(10、20和30℃/min)下的热解特性。利用元素分析仪和差热天平等实验设备对其进行加热处理,加热温度(25～800℃),得到不同升温速度下的热重法(TG)曲线、差热分析法(DTG)曲线。并利用Coats-Redfern法计算生物质的热解动力学参数,得出结论,在相同条件下三种生物质的生物焦产率为稻壳>秸秆>锯末;活化能为稻壳(72.54～81.97 kJ/mol)>锯末(71.24～76.78 kJ/mol)>秸秆(60.65～71.99 kJ/mol)。     

污泥与木屑共热解特性研究

文章采用污泥、木屑为原料,在氮气气氛下进行热重实验,研究了升温速率和木屑添加量对污泥与木屑共热解特性的影响规律,并进行动力学分析。研究结果表明:随着升温速率的增加,样品挥发分析出阶段向高温方向移动,最大失重速率增加;随着木屑添加量的增加,样品总失重量及最大失重速率均显著增加。动力学分析认为:污泥热解的反应机理为三维扩散,机理函数为Z-L-T函数;污泥与木屑共热解的反应机理为成核和生长,机理函数为Avrami-Erofeev函数。污泥热解活化能为287.29～390.57 kJ/mol,污泥与木屑共热解活化能为170.16～277.05 kJ/mol,木屑的加入降低了污泥的热解活化能。     

煤与杜氏盐藻共热解过程分析及动力学研究

在氮气气氛中,利用热重分析对煤与杜氏盐藻及其混合物的热解特性进行了研究,考察了煤与杜氏盐藻不同掺混比例对热解过程的影响,并研究了共热解动力学.结果表明,煤与杜氏盐藻共热解特性并不是两者单独热解特性的简单叠加,在200～500℃范围内两者之间存在明显的协同效应,其相对值高达28％.煤和杜氏盐藻单独热解均可分3个阶段,由于固定碳和灰分含量高,煤在相同热解阶段的失重率较杜氏盐藻低.动力学分析结果表明,以峰值温度为分界点,采用2个连续一级反应模型与实验数据拟合效果良好,计算得到共热解过程中的活化能和指前因子分别为16.06～28.20 kJ/mol和0.42～16.82 min-1;活化能与指前因子的对数之间具有良好线性关系.     

褐煤热解提质系统的煤气净化及脱硫

对褐煤热解提质系统所生产的副产热解煤气进行了简要分析,并针对褐煤热解提质系统的特点提出了四种煤气净化工艺,同时对煤气脱硫工艺进行了简要介绍,提出了煤气净化与煤气脱硫合理结合的几点建议.     

纤维素的加压热解特性及动力学研究

利用加压热重仪对纤维素进行了热重分析实验,获得了不同升温速率(5,10,20 K/min)和不同压力(0.1,0.5,1,1.5,2 MPa)条件下的热重曲线TG和失重速率曲线DTG,并通过热分析数学方法获得了热解动力学参数。结果表明,在各压力条件下,提高升温速率,纤维素主热解区间均往高温区移动,热解略有加深;在各升温速率条件下,增大压力,主热解区间均往低温区移动,热解时间缩短,剩余残渣百分比增大;在同一升温速率下,随着压力的增大,热解活化能增大,且升温速率越大,活化能随压力增大越明显;在同一压力下,随着升温速率的提高,热解活化能增大,且压力越大,活化能随升温速率增大趋势越明显;在各条件下热解活化能和指前因子存在着较好的补偿效应。     

甲烷浓度对天然气与煤共热解的影响

天然气与煤共转化技术是一种新的合成气工艺。利用热天平比较研究了在甲烷气氛和氮气气氛下褐煤的热失重规律,研究发现在350℃~650℃之间,甲烷气氛下煤热解的失重速率要高于氮气气氛下的失重速率,表明由于甲烷的存在促进了煤的热解。通过不同甲烷浓度下常压固定床褐煤的热解气相产物分析表明,甲烷的存在不仅使煤的热解发生变化,而且甲烷浓度的变化对碳氢组分的析出规律也有较大影响,C2、C3、C4的析出在400℃~500℃温度区间内最为强烈,而随着甲烷浓度的增大,轻质烃的析出浓度基本呈上升趋势。