CaCO3分解机理和动力学参数的研究

在升温速率为5-30K/min的范围内利用热天平对平均数径为13.4μm的CaCO3进行了分解过程的实验研究，应用等转化率法，在不假定机理函数的情况下，得到了CaCO3分解的活化能随转化率变化的规律，并将转化率外推为零，得到了理论上新物相晶核形成时的活化能Eα→0=243.62kj/mol，同时，对于N2气氛，不同升温速率下CaCO3的热分解，在假定CaCO3分解机理函数的情况下，得到了30种不同机理函数所对应的动力学参数，将升温速率外推为零，得到了理论上系统处于平衡状态下的动力学参数Eβ→0与InAα→0，将Eβ→0与Eα→0相比较，确定了CaCO3分解的最可能机理是n=2/3的成核与生长过程。     

脱脂餐厨垃圾燃烧特性及几种动力学模型结果比较

利用热重分析仪在空气气氛和不同升温速率下对脱脂餐厨垃圾进行了热重实验.依据热重实验数据,采用4种热分析动力学方法(Coats-Redfern法、Doyle法、Friedman法和分布活化能模型(DAEM)),计算脱脂餐厨垃圾燃烧反应活化能E、反应级数n及频率因子A,并进行比较.结果表明:采用不同的动力学分析处理方法,得出的燃烧动力学参数不同.利用Coats-Redfern法,脱脂餐厨垃圾在燃烧主要阶段(转化率5%~95%)可由一段二级反应过程描述,升温速率30℃/min时活化能为70.9 k J/mol.Doyle法和分布活化能模型计算得到的活化能比较接近,Friedman法计算得到的活化能数值最高.脱脂餐厨垃圾燃烧包含分子键能断裂的一系列复杂、连续反应过程,并获得脱脂餐厨垃圾的燃烧反应活化能随转化率的变化曲线.     

氟醚橡胶热分解规律及动力学研究

用热失重分析方法(TGA),研究了氟醚橡胶在氮气中的热分解规律,并探讨了不同升温条件和不同失重阶段氟醚橡胶的热分解动力学.研究结果表明：在氮气中,氟醚橡胶的热分解过程可分为两个阶段;不同升温速率下其热分解反应机理相同;升温速率越大,氟醚橡胶的分解温度越高.应用等转化率法(Friedman 微分法),在不假设反应机理函数的情况下,分析了氟醚橡胶热分解在不同转化率时的活化能,其平均值为241.4 kJ/mol;同时用Coats-Redfern法分析得出氟醚橡胶在不同升温速率时的热分解动力学参数基本相同.结合两种分析方法提出：氟醚橡胶在氮气中的热分解活化能E为244.3 kJ/mol,最理想的热分解反应机理函数为幂函数法则,其积分形式为g(α)=α3/2.     

研究碳酸钙分解反应机理及表观活化能的新方法

利用热分析技术,在氮气气氛下,对不同升温速率的碳酸钙热分解过程进行了研究.应用微分法将反应的表观活化能分为速率活化能(Er)和模式函数活化能(Ef(α))两部分.根据Er与转化率(α)的关系,确定了反应过程的本征活化能,并采用Malek法研究了反应机理.研究结果表明:分解机理为收缩圆柱体;当0.1≤a≤0.5时,表观活...     

升温速率对煤焦-CO_2高温气化反应性的影响

利用STA409PC综合热分析仪以程序升温法来研究煤焦-CO2气化反应,主要考察了高温下升温速率对煤焦气化反应性的影响,并用Ozawa法和单一升温速率法对其动力学参数进行了求算.实验结果表明:升温速率对煤焦气化反应有明显影响,升温速率越大,相同时间内,煤焦的碳转化率越高,但是其升温速率存在一上限值,而且这一上限值随煤种的不同而不同;随升温速率的增大,DTG曲线向高温方向移动,峰值温度和最大反应速率也随之增大;利用Ozawa法求得的鞍钢煤焦和本钢煤焦的活化能均在110 kJ/mol左右,阜新煤焦的活化能为87 kJ/mol.     

东荣矿区煤样氧化反应动力学热分析

东荣矿区煤层自燃现象较为严重,煤的氧化动力学参数是反映煤自燃倾向性的重要指标,为防治东荣矿区煤层自燃,在不同升温速率条件下的基础上,应用热重分析实验,研究了东荣煤样升温氧化过程中质量变化的规律,同时结合15种气固反应机理函数,运用?atava法对煤样进行动力学分析,确定了煤氧化机理函数,及活化能、指前因子及反应级数等动力学参数,并应用Ozawa法对得到的动力学参数结果进行了验证。实验表明:不同升温速率下煤样氧化自燃总反应历程相似,热分析曲线的变化规律相同,但随着升温速度的加大,曲线有向右平移的趋势。计算得到煤样高温剧烈氧化时的反应级数为1级,反应动力学模式为一级化学反应,其表观活化能为174.588 kJ/mol,指前因子为5.729×10~(10).     

CaCO3分解动力学的热重研究

在升温速率为5－30K/min的范围内，利用热天平对平均粒为13．4μm的CaCO3进行了分解过程中的实验研究，应用等转化率法，在不假定机理函数的情况下，得到了CaCO3分解的活化能E＝105.24kJ/mol。该值与前人对于平均粒径D＝13μm的CaCO3分解，以控制化学反应的多步随机成核机理（机理函数G（α）＝[-ln(1-α）]^1/3）所得到的活化能E＝105.01kJ/mol非常一致。     

绝热反应中热惯量对最大升温速率影响的研究

绝热量热实验正在化工安全研究中得到日渐广泛的应用,而最大升温速率是实验中可以获取的重要数据之一.它既可以直观地表现反应的剧烈程度,又可以作为反应设备设计和泄放面积计算的依据.但目前的热惯量因子校正方法中,对最大升温速率的处理不够准确,有可能导致对反应风险的低估.针对上述问题,对20%过氧化二叔丁基(DTBP)-甲苯溶液进行了绝热量热实验,计算了当体系热惯量在1.0～2.0范围内变化时的最大升温速率,发现绝热反应过程中最大升温速率与热惯量因子间的关系可以近似表示为幂函数的形式.对过氧乙酸(PAA)、40%过氧化甲乙酮(MEKP)和15%过氧化异丙苯(CHP) 3种不同反应级数的物质,基于文献值进行了类似的计算,证明了上述规律同样适用于其他分解机理为n级反应的物质.为了便于不同物质间的比较,将不同热惯量下的最大升温速率与热惯量为1时的最大升温速率之比记作M.通过控制变量的方法,研究了物料动力学参数和环境条件对M的影响,发现活化能E、绝热温升?T和反应级数n3个参数的影响最为明显,并据此建立了一种估算不同热惯量下最大升温速率的方法.该方法涉及到图表的查阅但在实际应用中可以得到较大程度的简化,而且相较于目前由DIERS推荐使用的最大升温速率校正方法可以得到更加准确可靠的结果.     

茂名油页岩热分解动力学的热重法考察

采用升温速率为6.8K/min的热重装置对茂名油页岩非等温热解过程进行了考察。试样粒度<0.075mm(-200目),样层厚度0.6毫米,惰性气—氮气流量100ml/min。获得了茂名页岩热重曲线(TG)、热解失重速率与温度的关系曲线以及转化率与温度的关系曲线。对热重数据的动力学处理表明:茂名油页岩的热分解过程在三个不同的温度区间内可以很好地采用三个一级反应动力学方程予以描述。求取了这三个温区内页岩试样的热解动力学参数,即表观活化能E、指数前因子A和相应的反应速率常数表达式,并对茂名油页岩的热分解机理进行了初步的探讨。     

岩石矿物对超稠油氧化动力学特征的影响分析

随着注蒸汽采油经济与环境成本的增加,注空气提高采收率技术越来越受到重视,原油氧化动力学基础研究对注空气采油技术研发具有重要意义。以新疆油田某区块超稠油为研究对象,采用等转化率法,在30~600℃条件下,实验获得了不同升温速率下的原油氧化失重曲线,并计算得到原油样品的氧化活化能,进而揭示了典型岩石矿物对原油氧化活化能的影响。研究表明,该原油及其人造油砂的氧化过程呈现三个阶段:1温度小于350℃且转化率在0~0.5的中、低温氧化阶段,活化能在50~80 kJ·mol-1;2温度在350~450℃之间且转化率在0.5~0.65之间的过渡阶段,活化能从80 kJ·mol-1上升到350 kJ·mol-1左右;3温度在450℃以上且转化率在0.6~1.0的高温氧化阶段,活化能初始维持在350 kJ·mol-1左右,随着转化率增加快速下降到150 kJ·mol-1并稳定;岩石矿物可降低原油氧化的活化能,高温氧化阶段活化能降低明显,中低温氧化阶段影响相对较小;蒙脱石对原油氧化动力学特征的影响在不同氧化阶段影响不同,与石英砂原油样品相比,中低温氧化初始阶段及高温氧化阶段,蒙脱石能进一步降低氧化反应活化能。