钾、钙和镁金属盐对生物质热解的影响

以生物质樟子松酸洗样品以及构建生物质的纤维素、半纤维素和木质素三大组分为研究对象,通过热重分析仪研究了K、Ca和Mg金属盐(KCl、Ca Cl2和Mg Cl2)对实验样品的热解影响以及催化效果.结果表明:Ca Cl2的添加能抑制热解过程中的缩合反应,使得半纤维素和樟子松酸洗样品的热解失重曲线出现"肩"状峰,低分子化合物更易逃逸,促进了热分解过程;Mg Cl2的添加对纤维素的热解有一定的催化效果,使其最大热解失重速率以及所对应的热解温度都逐渐降低,但是对半纤维素的热解过程影响较小;KCl对生物质三大基本组分的影响虽然很小,但对樟子松酸洗样品表现出较好的热解催化效果.     

碱金属浸渍对垃圾衍生燃料与褐煤共热解催化特性

为探究碱金属对垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,RDF)与褐煤共热解特性的影响,对样品灰进行X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)分析,并对酸洗及酸洗后碱金属K和Na溶液浸渍样品进行热重红外联用(TG-FTIR)分析。结果表明:RDF与褐煤之间元素组成含量具有较大差异,但主要元素种类没有发生大的波动,主要含有Al,Si,P,S,K,Ca,Ti,Fe等元素。RDF与褐煤质量比为3∶7时的元素组成与褐煤相似。酸洗能去除样品中的无机碳酸盐,酸洗以及碱金属浸渍后将热解过程分为两个阶段:生物质组分热解(173~433℃)和塑料类物质热解(402~566℃)。RDF与褐煤共热解产物主要为轻质气体(CO,CO2,CH4,H2O)及半挥发性有机物(C=O和C—O—C)。碱金属K和Na的催化作用是RDF与褐煤产生协同反应的原因。气体产物FTIR析出曲线中原样气体峰值浓度最高,碱金属K和Na浸渍样气体峰值浓度次之,酸洗样气体峰值浓度最低。     

粒径、升温速率及催化剂对废轮胎胶粉热解特性的影响

采用热重分析法探讨了不同粒径、升温速率及催化剂对废轮胎胶粉热解特性的影响。结果表明:随升温速率加快,废轮胎胶粉的TG/DTG曲线向着高温区段移动,且热解反应时间Δt会缩短,说明升温速率加快有助于废轮胎胶粉的热解反应;粒径(20目至100目)对废轮胎胶粉热解反应TG/DTG曲线影响很小,但目数增大最终失重率会变小。在低温段,NiCl2,CoCl2和Co/Ni 3种催化剂都能有效降低废轮胎胶粉热解的反应活化能,其中NiCl2效果明显,可以降低30.37 kJ/mol,而ZnO对低温区的反应活化能没有影响;在高温段,NiCl2能降低废轮胎胶粉的反应活化能,而CoCl2,Co/Ni和ZnO则使反应活化能分别升高16.966 kJ/mol,10.813 kJ/mol和7.5 kJ/mol;催化剂Cr2O3对低温段和高温段的反应活化能没有影响。     

澳大利亚小桉树快速热解研究

阐述了西澳小桉树快速热解制油的工作原理,以及温度(350～580℃)、原料粒度(0.18～5.6mm)、原料预处理(碱金属和碱土金属的脱除)对桉树木质部分快速热解产物的产率和生物油性质的影响。在热解反应前,生物质原料经过粉碎和研磨,最终被筛分到几个特定的粒度范围内,部分生物质原料经过水洗和酸洗以脱除其中碱金属和碱土金属(AAEM)。结果表明,热解温度和原料颗粒大小对热解产物的产率影响较大,原料颗粒大小对生物油的水含量起决定作用。实验还发现,在生物油产率最高的温度范围内(450～475℃)制得的油中,由木质素衍生来的聚合物的含量最高,同时生物油具有最高的黏度;经过彻底脱除AAEM的生物质原料热解制得的油也具有较高的黏度。因此,考虑到生物油的最终用途以及其对油的品质要求,生物质热解不仅要考虑产率,更要关注生物质油的性质和化学组成。     

脱除金属盐的芦苇热解特性实验研究

通过水洗和酸洗制备了脱除金属盐矿物质的芦苇,在热重分析仪中进行热解反应特性研究,考察了金属盐组分、金属盐洗脱率、生物质样品孔径分布、反应升温速率等因素对热解特性的影响。结果表明,不同洗脱方法对芦苇中金属盐矿物质和孔结构有明显影响,酸洗的洗脱效率达到了99.8%,矿物质原始位置在经过洗脱后形成新孔导致洗脱样的吸附量大于原样的吸附量,且随着矿物质的脱除程度增加,中孔所占的比例逐渐减小;提高升温速率,有利于芦苇和洗脱样的热解,加快生物质内的纤维素和半纤维素的热解反应。     

CO2吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加CO2吸附剂的催化热解研究.结果表明:CO2吸附剂CaO和Ca(OH)2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动.添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca(OH)2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现.同时,Ca(OH)2在催化热解过程产生的H2O可作为生物质二次反应和水煤气变换反应(WGS)的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量.     

改性WO3/ZrO2催化剂上偏三甲苯异构化

通过浸渍法制备了系列负载Ni以及掺杂碱土金属(Mg、Ca、Sr、Ba)改性的WO3/ZrO2催化剂,采用XRD和NH3TPD方法表征了催化剂表面物相结构及酸性,考察了负载Ni以及掺杂碱土金属对偏三甲苯异构化反应的催化性能的影响.结果表明,WO3/ZrO2中引入Ni,使催化剂由单一的酸中心催化变成由酸中心与金属中心共同催化;碱土金属的添加增强了WO3与ZrO2之间的相互作用,适量地降低了催化剂的酸性位,有效抑制了主要副反应歧化反应的发生.     

预处理对兰炭燃烧性能的影响

针对兰炭中碱金属含量过高,燃用中会出现严重的结渣问题,采用热重分析法研究不同预处理方式对兰炭燃烧特性的影响.研究表明,碱金属对兰炭热解燃烧存在催化作用,所以预处理使燃烧热重(thermogvimetry,TG)和微热重(derivative thermogvimetry,DTG)曲线向高温区偏移,燃尽温度和最大燃烧温度升高,水洗和酸洗后综合燃烧特性指数减小,但酸洗降低程度较小.兰炭经过液固比为30、45水洗后,活化能约提高4.56 kJ/mol,经过40、70℃热水水洗后,活化能约降低5.06 kJ/mol.兰炭经过不同液固比和不同温度热水水洗后活化能差别不大,但经不同质量分数盐酸洗涤后,活化能降低幅度差异较大.实验结果可为兰炭在火力发电行业应用提供参考.     

辐射松和稻壳及其三组分热重动力学

利用热天平对两种植物生物质(辐射松和稻壳)及其三组分半纤维素、纤维素和木质素分别在不同的升温速率下进行热重分析,调查这些样品随热解温度的失重情况以及热解动力学.随着升温速率的增加,半纤维素的DTG曲线表现出不同于其他实验样品的规律,即DTG曲线的峰值向低温区移动.使用Kissinger微分法、FWO法和Popescu法联合对热解数据进行分析,分别计算反应活化能E和指前因子A,以及最可几机理函数,其中Jander方程G(α)=123[1-(1-α)]为纤维素、辐射松和稻壳的最可几机理函数,反Jander方程123G(α)=[(1+α)-1]为半纤维素和木质素的最可几机理函数,可以较好地解决植物生物质及其三组分的动力学参数的求算.     

线路板废渣的真空热解动力学

采用真空热解技术对真空下线路板废渣进行了热解动力学研究,以期为真空热解批量回收处理设备的设计提供理论依据.根据线路板废渣的热失重微分(DTG)曲线,讨论了其在三个失重反应阶段的情况,计算得到反应级数为3,活化能为68.001 kJ/mol,指前因子为4.67×107m in-1.与氮气下线路板的热解相比,真空下的热解反应活化能降低了100 kJ/mol左右.同时,根据计算所得动力学参数模拟的真空热解DTG曲线与实验所得的DTG曲线相一致.     

几种生物质热重曲线的分析

试验研究检测了玉米秸秆，小麦秸秆的热解特性．并对几种生物质的热解过程进行了分析．差热曲线的计算分析表明，生物质热解反应是一个一级反应过程，据此获得了生物质的动力学参数——频率因子和活化能，最后得到生物质的热解动力学方程．     

软锰矿治理NOx污染并生产高附加值产品的热力学理论分析

应用同时平衡原理 ,对软锰矿治理NOx 污染并生产高附加值产品的新工艺吸收过程和净化过程进行了热力学分析 ,分别绘制了Mn NOx H2 O系的E pH曲线 ,及Ca2 、Mg2 、Fe3 、Al3 的磷酸盐净化曲线 ,分析结果与试验结果能很好地吻合 .     

植物类生物质热解特性及动力学研究

使用美国TA公司的Q50热重分析仪对5种植物类木材生物质进行了热解的动力学研究，样品粒径为0．075-0．100mm．分别调查3种不同升温速率下热解温度对热解过程的影响，通过对热重分析（TG）、差分热重分析（DTG）曲线的分析，建立了相应的反应动力学模型，得到了不同木材的动力学方程中的表观活化能和频率因子，为热解过程的工业化设计提供了基础数据．     

二氰蒽醌农药废盐热处理特性

二氰蒽醌农药在生产过程中产生大量废渣,这些废渣中含有大量的盐、有机中间产物及副产物,成分复杂,难以妥善处理。为了解决农药废盐处置问题,本研究利用元素分析、XRF等表征手段对废盐进行基本成分分析,通过热重实验、热动力学对废盐燃烧/热解过程进行探究。废盐的燃烧/热解的TG/DTG曲线有两个主要的失重峰,最终的减重率分别为45.92%/51.81%。确定了废盐燃烧/热解的反应机理函数,表观动力学参数,废盐燃烧/热解的第二阶段反应机理函数相同。废盐的热处理减重率随着停留时间的延长而增加,当停留时间为30min时,废盐的减重率基本不再变化,减重率为45%左右。废盐经过900℃高温热处理后,残余物中的有机物含量明显减小,说明热处理可以降低废盐中有机物的含量,为后续的废盐处置提供了保障。     

Ca(H_4 C_6 OHCOO)_2·2H_2 O在空气中失水过程热动力学研究

用热分析(TG/DTG)技术研究了固态水杨酸钙(Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O)在空气中的热分解过程.热分析结果表明,Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O在空气中分4步分解.用Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和ASTM E698法求取了Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O(s)失水过程的活化能E,并通过多元线性回归法给出了可能的机理函数.     

可降解地膜的热解和红外光谱特征分析

地膜降解性能是解决地膜"白色污染"的关键技术问题之一.采用热重(TG)和微分热重(DTG)分析对1种普通膜和3种可降解膜的热解过程进行研究,采用红外光谱法分析地膜在使用前后组成的变化.结果表明,4种地膜的热重曲线有相似,但也有所差异,说明降解膜与普通膜的基本组分相同,而添加组分有较大差异.从热重曲线可测算出生物降解膜中淀粉的含量约为21.05%,生-光双降解膜中碳酸钙含量约为10.91%.不同类型地膜的红外光谱不同,覆盖一定时期降解膜样品的红外光谱可显示出其组分和性状的一些变化.3种降解膜原样的羰基指数大小顺序为:生物降解膜>生-光双降解膜>光降解膜,这与它们在田间试验中的降解速率相同.热重是测定地膜组成的一种简便而有效的方法.地膜DTG曲线和红外光谱可作为普通膜与降解膜,以及不同类型降解膜之间的鉴别手段.羰基指数可作为评价地膜降解状况的指标.     

胜利油田含油污泥的燃烧特性分析

依据胜利油田含油污泥的自身性质,以含油污泥的热重试验为基础,对比分析了含油污泥燃烧与热解的热重曲线,采用热重-微商热重(TG-DTG)法确定了不同升温速率条件下的着火温度和燃尽温度,利用Coats-Redfern积分法求解含油污泥的指前因子和表观活化能,并进一步分析升温速率对含油污泥燃烧特性的影响.结果表明:随着升温速率增加,燃烧速率、着火温度和燃尽温度不断提高,含油污泥的指前因子和表观活化能有所增大.     

木屑及其水解残渣快热解特性研究

生物质水解残渣中主要含有木质素和少量未水解完全的纤维素和半纤维素。研究了木屑以及水解残渣在氮气氛围下的TG和DTG曲线,着重探索残渣的裂解特性,并与木屑的热解特性作了比较,给出残渣热裂解一级平行动力学模型及其频率因子和活化能。研究表明:木质素是木质纤维素类热裂解产生焦碳的主要来源。随着升温速率的提高,生物质热裂解温度和速率明显提高。     

小球藻热解特性及其液化制油实验分析

以小球藻为研究对象,通过热重分析,研究不同钠盐催化剂及其用量对微分热重曲线的影响,确定小球藻热解最佳催化剂种类及用量.利用自行设计的直接热化学藻类油化实验装置,通过改变最佳催化剂用量,调查其对小球藻油化产物分布以及油产率的影响,并利用GC/MS分析得到油产品成分的含量,同时对油化过程进行了能量衡算.结果表明:3种钠盐催化剂均使小球藻热解反应向低温区移动,钠化合物的催化作用依次为Na2CO3Na2SO4NaCl,其中碳酸钠催化作用最显著;从微分热重曲线分析可知,催化剂中钠离子质量为小球藻样品质量5%时为理想用量,在直接热化学液化法小球藻油化实验中,碳酸钠的钠离子质量为小球藻质量的5%时,可获得较大的油产率62.58%,与热重分析结果相吻合.通过GC/MS分析得到产品油化学成分与重油相近.产品油的热值很高,为32.4,MJ/kg.能量回收率为78.2%.