碳酸氢钙改性及其热分解动力学

为了解决塑料加工中高温发泡剂问题，采用硬脂酸溶液包覆法改性碳酸氢钙，通过TG、FT-IR、XRD、SEM等技术对改性前后碳酸氢钙进行表征；利用热重-微商热重技术(TG-DTG)测定改性前后碳酸氢钙热分解曲线，应用Coats-Redfern与Achar法研究碳酸氢钙改性前后的热分解机理。结果表明：经硬脂酸溶液包覆法改性的碳酸氢钙能够有效地提高其初始热分解温度，当硬脂酸与碳酸氢钙的质量比为5∶1时，初始热分解温度从90.2℃提高至170.2℃,分解温度区间由81.9℃减小至27.6℃;硬脂酸溶液包覆法改性碳酸氢钙是物理包覆与化学包覆相结合的过程，改性过程中生成了硬脂酸钙；未改性碳酸氢钙最可几热分解机理函数是化学反应控制中的反应级数方程，改性碳酸氢钙热分解机理函数遵循“随机成核与随后生长”机理中的Avrami-Erofeev方程。     

煤粉高速加热条件下的快速热分解

高炉喷吹煤粉和熔融还原铁浴粉煤气化等高速加热条件下,快速热分解是第一步。为研究1160—1750℃温度条件的这一过程,作者用等离子体加热的实验装置,加热速度可达4.3×10~3—2.4×10~4K/s。实验表明增加温度可明显改善烟煤的快速热分解过程,而旦效果比无烟煤明显得多;但气氛对快速热分解过程的影响不太明显。进而说明了铁浴气化粉煤和氧化介质可分开吹入,有利于控制喷嘴前端过热并减少金属蒸发后进入产品气体之中。     

氟磷灰石高温热分解特性与机理

煤中含氟矿物热分解行为的研究是燃煤氟析出机理的重要比照研究方法。在固定床反应器上采用气态氟化物直接吸收方法首次系统研究煤中主要含氟矿物氟磷灰石热分解特性与动力学机理。结果表明,高温条件下氟磷灰石热分解率随加热温度、加热时间的增加而增加,空气中水蒸气含量对分解率有显著影响。动力学计算表明,在800~1200℃温度范围内,氟磷灰石热分解反应为一级反应,反应活化能E =77±1kJ/mol,频率因子A=7.4±0.5min-1。研究结果对燃煤氟析出特性与机理研究具有指导意义,对磷肥工业氟析出机理与控制也具参考价值。     

碳酸钙热分解机理的热重试验研究

碳酸钙热分解是炉内喷钙脱硫过程中一处重要反应，对脱硫率有较大的影响。本文采用热重技术研究碳酸钙热分解机理。在热重分析的基础上，按不同化学反应机理求反应动力学参数和回归误差，根据相关系数最小的原则确定最佳分解机理。研究结果表明相界反应（球形对称）是喷钙脱硫过程中碳酸钙热分解主要机理，石灰石细粉的高温分解时间在10^2s数量级，可将喷钙脱过程的CaCO3热分解过程和脱硫反应过程看作相对独立的反应过程。实验结果与文献结果有较好的一致性。     

快速热分解半焦水蒸汽气化反应性的研究

半焦与水蒸汽化反应是半焦气化反应中最有实用价值的反应。煤快速热解是近几十年发展起来的一种新的煤加工工艺。它与传统的慢速热解工艺相比具有粗苯、焦油产率高,半焦活性大等优点。大连工学院煤化工研究所对褐煤、油页岩的快速热分解曾进行过深入的研究,开创了辐射炉加热技术,使快速热分解工艺基本实现,并取得了一些有价值的研究成果。本文的工作是用热重分析法研究快速热分解半焦的气化特性──快焦与水蒸汽气化反应性。主要考察的因素为:煤的热解温度和气氛,煤中无机矿物质的催化作用对气化反应性的影响,确定动力学参数,为利用快焦气化…     

高温气流中铁矿粉的热分解和还原行为

研究了铁矿粉伴随气流在高温竖型空筒炉管内下落过程中的热分解和还原反应行为,考察了炉温、气流组成及粉矿粒径等对反应结果的影响,发现,与还原反应相比,温度对热分解反应有更大影响;氢还原反应速度约为CO 还原的2倍;当矿粉还原率高于 33.3％时,采集到的样品是熔融后又凝固的球形体且铁相还原产物被维氏体所包裹,进一步讨论了高温气流中粉矿熔融还原反应过程的机理。     

TiAl金属间化合物的研究进展

综述了TiAl金属间化合物的研究进展，指出了其应用于高温领域的主要障碍是它的室温脆性与高温强度的不足，进而提出了相应的解决办法；同时分析了合金化对组织与性能的影响及加工／热处理对组织与性能的影响机理，并对TiAl基合金的制备和加工的新工艺进行分类评述。最后从基础理论、制备与加工新技术、TiAl基复合材料的研制等方面指出今后的研究与开发动向。     

高温下2,4,6-三硝基甲苯(TNT)热分解动力学模拟

应用分子动力学模拟方法研究了2,4,6-三硝基甲苯(TNT)在纯高温下的分解机理,研究结果表明TNT初始分解机理主要为C-NO2键的断裂和NO2-ONO重新排列导致O-N键发生断裂,然后发生H原子转移反应形成H2O,HONO和HO分子;通过对TNT热分解反应物和生成物的研究结果表明N2和H2O分子是TNT分解过程中最稳定的生成物,NO2,NO和HONO分子为TNT热分解过程中的中间产物;在高温4500K,CO,H2,CO2和OH分子出现的频率逐渐提高,表明这几种分子在高温下更容易形成.     

在辐射加热下煤的高温高速热分解──褐煤及油母页岩的高速热分解

固体燃料的高速热分解,是提高其化学产品的质和量的有效方法。近年来在这方面的研究逐渐增多。达到高速升温的方法,一般采用固体或气体载热体的方法。[1-4]这些方法在工艺上很复杂,要求条件高,技术困难多。因而必须寻找新的工艺方法。煤的高速热分解是个有发展前途的工艺,我们曾作过论述[5],并进行了一些工作。研究目的是在探索一条新的高速高温加热的途径,便于工业化,以提高煤的热分解产品中烯烃(C2～C4).轻质芳烃的产率.并提高焦渣的反应性能。为此我们采用了辐射加热方夫,建大了辐射炮,进行了亥验。比较顺利地廷到高速升温的目的。 舆似…     

氧化钙在煤岩显微组分气化中的作用研究

用装有气相色谱在线分析的高温高压差热分析装置在773～1273K的温度范围内考察了氧化钙对平朔烟煤三种基本有机显微组分(镜质组、稳定组和丝质组)分别与CO_2和水蒸气进行气化反应的影响。CO_2的反应压力和水蒸气的反应分压分别为1.0MPa和10KPa,升温速率均为10K/min.反应性测定和气化动力学数据处理结果发现,CaO对显微组分的气化有催化作用,而且这种作用在CO_2气化中更明显;显微组分的类型和气化反应气氛决定CaO的最佳添加量。对试样气化后残渣的电子探针能谱测定表明,CaO在显微组分的气化过程中具有固硫能力,这种能力从强到弱的顺序为稳定组、镜质组和丝质组,而且在水蒸气气化中的固硫作用更显著。扫描电镜对残渣的观察表明,CaO对显微组分在气化中的灰团聚具有阻抑作用,其机理与对显微组分气化的催化作用机理相似。用于煤/煤焦加压气化的动力学模型可以用来描述显微组分的气化和催化气化过程。     

一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置

江苏大学的“一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置”被授予发明专利．该发明涉及能源设备，是一种无焦油产生，且工艺简单，能生产高热值煤气的生物质和煤混合的气化方法及其装置．以生物质、煤两种物质为气化原料，流化床气化炉采用供风燃烧和供蒸汽气化的间歇工作；在供风燃烧阶段，煤和风供入炉内，使气化炉的煤料在流化状态下燃烧，放出热量；在气化阶段，向气化炉供入水蒸气和生物质，使高温碳料层在流化状态下发生水煤气反应、生物质在高温下干馏热解气化反应，所产生的高热值煤气经降温除尘处理后进入煤气净化系统；突出了生物质挥发分高，固定碳少，易于高温干馏热解，而煤固定碳高，灰熔点高，易于燃烧形成高温料层的优点，通过两者有机地融合可生产出不含焦油的高热值的燃料气．     

碱式碳酸锌的热分解动力学研究

在不同升温速率条件下,用热分析法研究了碱式碳酸锌[2ZnCO3.3Zn(OH)2]在氮气氛中的热分解过程与热分解动力学.确定了碱式碳酸锌的热分解温度Ti,0=471.3 K;由K issinger与Coot-Redfem两种方法求得热分解反应的表观活化能E=177.1 kJ.mol-1.用13种常见的固体热分解机理函数对热分解过程进行计算,确定了碱式碳酸锌热分解是一级随机成核和随后生长机理,对应的机理函数为g(a)=-ln(1-a).     

“煤等含碳固体原料大规模高效清洁气化的基础研究”年度报告

煤炭是我国的基础能源和战略原料。该研究紧密围绕气化技术向大型化、多原料适应性、近零排放等目标推进过程中出现的一些亟待解决的关键科学问题,开展基础研究。该研究的实施将推进具有自主知识产权的煤气化技术向大规模、高效、清洁化跨越,支撑煤基大宗化学品和液体燃料合成、IGCC发电、制氢、燃料电池、直接还原炼铁及多联产系统等过程工业的发展,保障国家能源安全,是国民经济和社会可持续发展的客观要求,非常必要,十分紧迫。拟解决的关键科学问题是:煤等多种含碳固体原料高温高压气化反应动力学、共气化过程的相互作用机理及微量有害元素的迁移转化规律;高温、高压下湍流多相混合与非均相反应过程耦合机理、过程强化及火焰结构特征;高温、还原性气氛下熔渣形成机理、流变特性及传热机理;多种原料高浓度浆体制备及超浓相气力输送特性与规律。预期目标是:完善大规模高效清洁煤气化过程的理论体系。在适应灵活原料气化、煤等含碳固体原料CO2超浓相输送、低阶煤改性制高浓度水煤浆、多种原料共气化机理、微量有害元素迁移转化机理、气化炉内多相混合与热质传递、高温高压下熔渣流动与传热、气化系统集成优化等方面取得理论突破,支撑关键技术的发展,推动气化技术的跨越。     

交联壳聚糖的合成和非等温热分解动力学

利用TG—DTG技术研究了合成的5种交联壳聚糖的热分解历程．通过对比Coats—Redfern积分法和Achar微分法对31种机理函数求得的动力学参数，推断出各步的可能热分解反应机理．5种交联壳聚糖发生第l步热降解的动力学机理函数相同，都为简单三级反应，遵循f(α)＝0．5(1-α)^3，g(α)＝(1-α)^-1/2-1；第2步均为壳聚糖的分解，其热分解的机理函数均为简单的二级反应；5种壳聚糖的稳定性为：CCTS—B—15—C—5＞CCTS＞CCTS—2≈CCTS—B—18—C—6＞CCTS—1．     

低灰熔点煤的高温气化反应性能

在常压、温度为800～1400℃范围内，以二氧化碳为气化剂，研究了我国神府、后布连、东胜3种煤焦的高温气化反应特性。结果表明：气化反应速率与温度的关系可以分成3个区域，低温区为反应动力学控制区，反应速率符合Arrhenius方程；中温区为内扩散严重影响区，其表观活化能约为反应动力学控制区活化能的一半；而在气化温度高于1150℃的高温区，同一温度下随碳转化率的提高气化速率的差异逐渐加大，活化能下降，反应速率随气化温度的增加反而降低。     

氯化稀土与丙氨酸配合物热分解过程研究

采用ＴＧ－ＤＴＧ法，在氮气气氛下对氯化稀土与丙氨酸的２４种配合物的热分解机理进行研究。发现稀土盐与丙氨酸形成摩尔比不同，其分解机理不同；而相同摩尔比的配合物的分解机理与阳离子有关。     

铝合金基体上Al2O3基陶瓷涂层形成机理

为消除铝合金基体上制备陶瓷涂层过程中高温对基体性能的不利影响 ,寻求一种在较低温度下制备陶瓷涂层的方法。将含有一水硬铝石和添加物的浆液施于铝合金基体表面 ,借助于在铝合金表面和涂层内部发生的一系列化学反应而原位生成 Al2 O3基陶瓷涂层。通过研究一水硬铝石在不同温度条件下的热分解反应 ,分析了涂层形成机理 ,借助于X射线衍射、扫描电子显微镜等分析技术对涂层的物相、微观结构和结合机理进行了研究。结果表明 ,利用一水硬铝石热分解在铝合金基体上制备陶瓷涂层是可行的     

基于非等温动力学方法的加工次数对聚丙烯热分解机理研究

采用改进的非等温热重法研究了加工次数对某种牙刷用聚丙烯的热分解动力学的影响,采用拟合结果更为精确的迭代法计算热分解活化能,并结合36种动力学函数来判断加工次数对聚丙烯热分解的机理函数的影响。结果表明:随着加工次数的增加,聚丙烯的热分解活化能Eα逐渐减少;但热分解动力学机理函数不变。研究为塑料制品中是否回用料的定性定量判断提供了一种可能的手段。     

关於煤的熱分解研究中幾个問題的探討

本文除介绍了一般的煤热分解机理研究外,着重的討論了在热分解动力学研究中,加热速度对分解反应的各种影响,快速加与慢速加热研究结果的不同与其原因的分析,并考虑了今后关于煤的快速热分解中的几个课题。在烟煤粘结性的问题中,討論了粘结性物质的来源,予热抽提物与粘结性的关系、并討論了快速加热对年青烟煤粘结性的影响,不只是由于快速加热使膠质体存在的温度区间移向高温侧,因而使其粘度下降,而且还由于在快速加热下生成的膠质体的质与量,均与慢速加热下生成的不同。     

石灰石在煤水蒸气气化中的催化作用

本文采用高温高压差热结合气相色谱分析技术在太原东山瘦煤中通过添加四种不同地区石灰石研究它在煤水蒸气气化过程中的催化作用。结果表明：四种石灰石对煤水蒸气气化具有一定的催化活性；其催化能力的大小同Ｃａ／Ｓ比无确定关系；石灰石经ＮａＣｌ溶液或Ｎａ２ＣＯ３溶液浸泡后有助于其催化性能的提高