废旧轮胎与机油共裂解油气联产实验研究

由于轮胎胶粉的导热性能较差,导致胶粉颗粒裂解过程中易出现热质传递效率低、裂解油产率低、产品附加值不高等问题。文章提出废旧轮胎与机油共裂解的解决方法,在自制的固定床热解装置上进行了不同机油掺混比下混合物热解特性的实验研究,并利用热重分析仪研究了不同机油掺混比、升温速率和热解温度对废旧轮胎与机油混合物热失重行为的影响,利用气相色谱分析仪对气体产物进行了定性和定量分析,并将液体产物油精馏以分析各馏分含量。研究结果表明:胶粉、机油以及胶粉和机油的混合物的热解过程均分为3个阶段,当机油的掺混比为40%时,混合物热解的失重速率最大,为45%/min;添加的机油不仅具有导热剂作用,而且和胶粉之间存在明显的协同反应,能够促进胶粉的热解和抑制炭黑的生成,并提高热解油和热解气的产量和品质。     

热重分析法研究水稻秸秆热裂解特性

在氮气氛围下,利用热重分析法研究了水稻秸秆的热裂解过程,考察了升温速率、熔盐种类和盐质比对热裂解特性的影响,计算了热裂解动力学参数。结果表明:随着升温速率的增加,水稻秸秆热裂解的初始温度、最大失重温度和裂解终止温度升高,热滞后现象严重,残炭产率略呈下降趋势,高升温速率对炭的生成有一定的抑制作用;熔盐使热裂解主失重区间变窄,降低了热裂解的终止温度,显著影响最大失重温度;盐质比对热裂解最大失重温度影响显著,盐质比为1∶1时,最大失重温度降为280.7℃,随着盐质比的增大,最大失重温度向右侧偏移。采用积分法分段处理水稻秸秆的热裂解过程。     

玉米秸秆在不同条件下热解规律实验研究

用热重分析法对玉米秸秆的热解规律进行了研究。分析了玉米秸秆样品在不同升温速率(5℃、10℃、20℃、30℃/min)和不同温度(200℃、250℃、300℃、350℃)条件下恒温2h热解的实验结果,发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成,并且在相同条件下样品的质量对玉米秸秆热解有一定的影响。在恒温热解过程中,不同的恒温温度条件下其失重曲线形态基本相似,但在300℃条件下恒温热解的热重曲线与250℃、350℃条件下恒温热解的热重曲线相比较较为平缓。上述的研究结果为玉米秸秆的合理利用提供了一定的理论基础。     

常用木质装饰板材的热解特性研究

利用热重差热分析仪对几种常用木质装饰板材在不同工况下热解行为进行了研究。通过对失重(TGA)曲线、失重速率(DTG)曲线以及差热(DTA)曲线的分析，深入探讨了氧气体积分数、气体流量和升温速率对样品热解过程的影响。求出了样品的动力学参数，提出了相应的热解动力学反应模型。     

成型压力和炉膛温度对单颗粒型煤燃烧失重特性的影响

利用热重分析方法对单颗粒型煤的燃烧失重特性进行了研究,得到了成型压力和炉膛温度对单颗粒型煤燃烧失重特性影响的规律,并结合理论分析得出反映此影响规律的数学模型。     

核桃壳热裂解产物有机结构演变规律

采用TG-FTIR、Py-GC/MS对核桃壳热裂解过程及产物进行研究,利用1H-NMR和13C-NMR对热解炭结构进行分析,探讨热裂解产物有机结构演变规律。结果表明:核桃壳热裂解分为干燥脱水,快速热裂解和残余物缓慢热裂解三个阶段,快速热裂解阶段是主反应阶段,失重可达总失重的89%。不同热解温度下的液态产物成分不同,且随着热裂解温度的升高,低温下形成的热解液会发生二次反应生成新的热解液成分,热解温度由400℃升至600℃,液态产物完成了由酚类、醇类、酸类向酯类、芳香类的转化。升温核桃壳热裂解过程中的气态产物为H_2O,CO_2,CH_4和CO,在357℃时达到最大产量。随着热解温度由300℃升高到800℃,核桃壳热解炭由以苯环、烷烃链、甲氧基、羟基、羰基为主要结构转化为90%以上的芳香结构。     

玉米秸秆热裂解试验研究

在热天平分析玉米秸秆热失重行为基础上,利用气相色谱仪分析研究了玉米秸秆在热裂解过程中热解气的组分。分析结果表明:随着温度升高,气体产物中氢气、甲烷的含量增加,二氧化碳、一氧化碳的含量却减少。结合玉米秸秆的化学组分从分子微观结构角度对玉米秸秆热裂解过程进行了分析。     

不同条件下玉米秸秆热解规律实验研究

用热重分析法对玉米秸秆的热解规律进行了研究。分析了玉米秸秆样品在不同升温速率（5,10,20,30℃／min）和不同温度（200,250,300,350℃）条件下恒温2h热解的实验结果,发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成,并且在相同奈件下样品的质量对玉米秸秆热解有一定的影响：在恒温热解过程中,不同的恒温温度条件下其失重曲线形态基本相似,但在300℃条件下恒温热解的热重曲线与250℃、350℃条件下恒温热解的热重曲线相比则较为平缓。上述的研究结果为玉米秸秆的舍理利用提供了一定的理论基础．     

玉米秸秆热解规律的试验研究

用热重分析法对玉米秸秆的热解规律进行了研究，分析了玉米秸秆样品在不同升温速率（5，10，20，30℃／min）、不同温度（250，300，350℃）恒温加热2h条件下热解的试验结果，发现样品的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成，并且在相同条件下，样品的质量对玉米秸秆热解有一定的影响。在恒温热解过程中，在不同的恒温温度条件下，秸秆失重曲线形态基本相似，但在300℃条件下，恒温热解的热重曲线与250，350℃条件下恒温热解的热重曲线相比较为平缓。     

生物质热裂解制油的动力学及技术研究

在不同升温速率下对水曲柳原料在 30 0～ 12 0 0 K范围内进行了热重分析试验 ,试验显示生物质热裂解随温度升高经历五个不同阶段。采用微商法和积分法对其主体阶段的分析得到相互一致的结果 :活化能为 10 1.4 k J/mol、指数因子为 1.2 2× 10 7s- 1 的一阶一步动力学模型。在所开发的以流化床反应器为主体的生物质热裂解制油系统上对生物质进行热裂解试验 ,得出了温度、粒径、停留时间和木种等几种最为重要的参数对热裂解制油的影响规律 ,并在 773K左右成功制取出产率高达 6 0 %的生物油 ,同时用色质联机分析 (GC- MS)技术对所制取的生物油进行了初步分析。     

逐级萃取对准东煤的热解特性影响

为探究洗煤对准东煤热解特性的影响机理,采用逐级萃取法对准东煤进行洗煤处理。利用热重分析仪对比研究了洗煤对准东煤热解的影响规律,结合煤样热解前后样品的微观结构分析了洗煤对准东煤热解过程的作用机理,并采用分布活化能模型对煤样的热解反应动力学参数进行了计算。结果表明:脱除与煤中有机质结合的矿物质可以使煤样中产生大量新的多孔结构;洗煤会影响煤孔隙结构与官能团结构,导致煤样在热解初始阶段与热缩聚阶段失重量与失重率减少,主热解阶段失重量与失重率增大,并有利于煤焦微晶结构向石墨化进程演化;分布活化能模型可以较好地描述煤样的热解过程,随着洗煤程度的加深,活化能的分布曲线f(E)极大值对应的活化能由265.32升高至377.20 kJ/mol,说明热解反应活化能的主要分布区间向活化能较高的区域移动。     

Thermogravimetric study on the pressurized hydropyrolysis kinetics of a lignite coal

Hydropyrolysis of coal is considered to be a third coal conversion technology between the coal liquification and gasification technologies. It is also the primary process for coal hydrogasification (CHG). However, the detailed kinetic characteristics of coal hydropyrolysis (CHP) are still rarely studied, which is adverse to the further development of the CHP and CHG technologies. In this work, the hydropyrolysis kinetics of a lignite coal is studied in a pressurized thermogravimetric analyzer (P-TGA). The non-isothermal thermogravimetric method is used and the effect of pressure on the pyrolysis kinetics of the lignite coal is detected. Finally, some useful results are found from the analyses for the lignite hydropyrolysis under P-TGA. With the increment of the pyrolysis pressure, the initial pyrolysis temperature increases when the pressure is higher than 1 MPa; the temperature span of the pyrolysis process shrinks; the weight loss peak value position of the derivative thermogravimetric (DTG) curve shifts rightwards when the pressure is lower than 1 MPa, while it shifts leftwards when the pyrolysis pressure is higher than 1 MPa; the reaction process will be restrained when the pressure is lower than 2 MPa. In addition, the kinetic triplets including the pre-exponential factor, the activation energy and the kinetic mechanism function are defined for the hydropyrolysis process under different pressures.     

污泥热解油的燃烧特性及动力学模型

利用热重分析(TG)对污泥热解油的燃烧特性进行了研究,污泥热解油的燃烧过程分为两个阶段.第1阶段为轻质有机物挥发后与氧发生均相燃烧,第2阶段为难挥发有机物与氧发生非均相燃烧,其中第1阶段燃烧反应是其失重的主要原因.分析了升温速率对燃烧特性的影响,发现增大升温速率有利于燃烧.对燃烧过程中烟气的排放规律进行了红外分析(FTIR),从另一角度印证了热重分析的结果.根据热重曲线建立动力学模型,分别对不同升温速率下燃烧过程的两个阶段进行动力学参数计算.活化能的变化趋势再次表明提高升温速率有利于污泥热解油的燃烧.     

木质纤维热解的热重和反应动力学研究

试验研究了木质纤维素的热解特性,并对其热解过程进行了分析.结果表明,纤维素在不同升温速率下的热解分为3个阶段:水分的析出、挥发分的析出以及固定炭的生成.纤维素热解是一级反应过程,根据积分法中的Coats和Redfern法对试验数据处理可得到反应的动力学参数(活化能E,频率因子A).     

生物质热解的TGA-FTIR分析

基于TGA-FTIR联用技术,在线分析研究稻壳、稻秆及麦秆3种典型生物质在不同升温速率下的热解特性.分析生物质种类及升温速率对生物质的热解动力学参数及热解产物的影响.研究表明:由于生物质组成不同,其热失重特性也不同,生物质热解反应的活化能较低,为40～60 kJ·mol-1;红外分析表明试验用生物质热解过程中产物的析出规律相似,热解初始阶段先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,生成各种烃类、醇类、醛类和酸类等物质.随后,这些大分子物质又二次降解为一氧化碳为主的气体产物.     

Pyrolysis and gasification kinetics of Jordanian oil-shales

Two Jordanian oil-shale samples have been pyrolysed and gasified, non-isothermally, using a thermogravimetric analyser. The controlling parameters studied were the final temperature and influence of particle size as well as the heating rate employed during the process of thermal degradation of the oil-shale sample. The integral method was used in the analysis of weight-loss data to determine the pyrolysis and gasification kinetics. Within experimental error, a slightly greater weight loss occurred during the devolitlization phase when carbon dioxide was used instead of nitrogen to purge the system. The magnitude of the weight loss was dependent on the final temperature, as well as, to a lesser extent, on the heating rate employed. Increasing the latter resulted in the reaction ensuing at higher temperatures. Gasification and pyrolysis of the investigated shales complied with first-order kinetics: the activation energy and temperature at which the maximum reactivity rate occurred decreased slightly as the shale-particle size was reduced.     

Kinetic study on pyrolytic process of oil-palm solid waste using two-step consecutive reaction model

Pyrolysis of oil-palm (Elaeis guineensis Jacq.) shell, a cheap and abundantly available solid waste from palm oil producing process, was carried out using thermogravimetric analysis. The effects of raw material particle size and heating rate on the pyrolytic properties and kinetic parameters (activation energy, frequency factor and reaction order) were investigated. A one-step global model and a two-step consecutive reaction model were used to simulate the pyrolytic process and predict the weight loss during pyrolysis. The two-step model fitted the experimental data much better than the one-step model as the softening effect and formation of an intermediate during the pyrolytic process were taken into account. This two-stage reaction characteristic was confirmed by two obvious maxima in the derivative thermogram for pyrolysis of palm shells under different heating rates. The pyrolytic reactions at the low- and high-temperature regimes were found to be based on a first-order reaction mechanism and a contracting volume mechanism, respectively.     

Chemical Synthesis Residual Pyrolysis and Combustion: Kinetics and Evolved Gases Investigated by TG-FTIR

Chemical synthetic residual is one of the solid wastes generated from pharmaceutical industry. The pyrolysis and combustion characteristics of chemical synthesis residual were investigated using a thermogravimetric analyser coupled with Fourier transform infrared spectroscopy(TG-FTIR) in this study. The processes of pyrolysis and combustion can be divided into three stages. The average weight loss rate of pyrolysis process at low temperature was higher than that of combustion. The kinetic parame...     

弱氧条件下橡胶的燃烧机理

应用TGA／FTIR研究了橡胶的三种单体：天然橡胶（Nr)、丁苯橡胶（Sbr)和顺丁橡胶（Br)在N2和O2的体积分数为2％的气氛中的燃烧特性。橡胶单体的热解可分为2－3个阶段,其中Sbr的初始失重温度和Nr完全失重的温度最低,在失重过程中析出气体的燃烧和橡胶热解相对量的变化引起吸热与放热现象的交替变化;热解与燃烧产物主要为CO、CO2和CHn,它们的生成速率随升温速率的升高而增加,其总量保持不变,最后应用Phadin提出的方法计算了动力学参数和确定了反应机理,指出在弱氧条件下橡胶的燃烧主要受扩散控制。     

温度对玉米秆烘焙及热解的影响

为了研究生物质烘焙后冷却速度对其表面形貌及后续热解产生的影响,以不同温度（200、230、260、290 ℃）对玉米秆进行烘焙,并用快速冷却（TF）与缓慢冷却（TS）两种方式进行降温处理。采用扫描电镜（SEM）观察烘焙前后样品的表面形貌发现,TS样品表面相比同一烘焙温度下TF样品及原样表面更加疏松;将烘焙前后样品放入热重分析仪中进行热解实验得出,随着烘焙温度的升高,样品的最大失重速率总体呈下降趋势;同一烘焙温度下,TS样品与TF样品的最大失重速率相差不大,290 ℃烘焙温度下TS样品的最大失重速率最慢,为2.94%/℃;在200、230、290 ℃烘焙温度下TS样品的热解活化能均小于TF样品,260 ℃时则相反,且其TS样品的活化能最高,达到100.43 kJ/mol。