生物质热解特性的热重分析

用热重分析法对木屑（柳桉，水彬）和造纸厂污泥的热解行为及其动力学规律进行了研究。分析了3种样品在不同升温速率（10－30℃/min)和不同粒径（0.09-0.25mm)下的实验结果，发现样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。当粒径小于0.25mm时，对热解过程影响不大。在实验的基础上，提出用来表征热解难易程度的热解特性指数P。用改进的Freeman-Carroll方法计算出样品的热解动力学参数，并根据实验结果和动力学（参数）补偿效应，建立起柳桉和水杉在不同升温速率下的动力学参数的预防方程。     

超细粉陶瓷注射成型中有机粘结剂的热解反应研究

采用热分析方法，对超细粉陶瓷注射成型中有机粘结剂的热解反应进行了研究。根据它们的热重（ＴＧ）和差热分析（ＤＴＡ）曲线，分别求得粘结剂热解反应的各种特性参数，运用计算动力学参数的经验公式，求得热解活化能（Ｅ），定量地评价了有机粘结剂的热特性。并采用扫描电镜对脱脂试样的表面和断口形貌以及坯件缺陷特征进行分析，进一步验证了热分析实验的可靠性。同时也为注射成型生产工艺条件控制和提高制品质量提供了理论和实验依据。     

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．     

造纸污泥热解试验和化学动力学研究

介绍了在热重天平上对造纸污泥所做的热重分析试验结果.热重分析包括相同温升率下不同终温和不同温升率两部分内容,得到各自的热解规律.根据热重分析结果得到热解反应化学动力学参数和热解残余物的燃烧反应化学动力学参数.研究结果对于掌握造纸污泥的焚烧特性、设计污泥焚烧炉有重要的指导意义.     

阻燃木材热降解及阻燃机理的研究

将木材用无机硼化物及含磷化合物进行阻燃处理，所得阻燃木材采用热分析、锥形量热分析研究其热解行为，用氧指数、剩碳率、热释放速率和有效燃烧热等参数表征它的阻燃性能，并用Broido方程计算木材的动力学参数热解活化能的变化。通过比较未处理木材和硼化物、含磷化合物处理木材的热解行为、阻燃性能及热解活化能的变化，初步探讨硼化物及含磷化合物处理木材的阻燃机理。     

糠醛渣与稻壳共热解规律

由糠醛渣和稻壳的共热解的热重分析表明，其主要热解温度区间明显地分为两个阶段，并表现出不同的热解机理；共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。通过对5℃／min，20℃／min．50℃／min和80℃／min的升温速率及不同粒径下的失重分析对比表明：升温速率和粒径大小对共热解均有影响，随着升温速率和粒径的增大，糠醛渣热解的初始温度增高，热解向高温侧移动。在热解反应活跃区间建立了与糠醛渣和稻壳共热解特性相适应的分段分级热解动力学模型，计算得到热解动力学参数。     

稀酸水解木质素的热失重特性及其动力学分析（修改稿）

利用热重分析法对稀酸水解木质素的热解行为进行了研究,探讨了这种工业木素在不同升温速率时的热解特性及升温速率对热解反应的影响,并根据微分热重曲线,建立了动力学模型,计算热解反应的动力学参数。结果表明：稀酸水解木质素的热解过程可以分为脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段,在低温区有一个强烈失重峰,根据Coats-Redfern法来描述热解过程并计算出稀酸水解木质素在不同升温速率下的热解动力学参数,其动力学模型可用2个一级反应表示。     

重庆地区7种生物质的成分分析及热重实验

对重庆地区的玉米秆、玉米芯、高梁秆、稻秸、麦秸、黄桷树、竹子等7种生物质进行了工业成分分析与干基化学组成分析,并用热重分析仪对7种生物质的热解特性进行了热重实验．通过对热失重曲线分析,研究了生物质种类、加热速率、样品粒径、压力对生物质热解特性的影响,得到了最大热解速率对应温度及反应活化能、频率因子等热解反应动力学参数,     

城市污水污泥热解动力学研究

采用热重分析法对南京市江心洲污水处理厂的污泥进行了热解动力学研究．实验结果表明：干燥污泥的热解在以20℃／min的升温速率从20℃升至800℃的过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分析出阶段为主．通过Coat s-Redfern指数积分法,求出了这3个阶段的化学反应动力学参数——频率因子A和活化能E,得到污泥的热解动力学方程．     

阻燃红松的热解特性研究

利用热重分析技术，对不同阻燃剂处理过的红松的热解行为进行了研究。结果表明，经单组分阻燃剂处理的木材试样中，聚磷酸铵和硼酸锌处理的木材表现出较好的阻燃性能；氢氧化铝和三聚氰胺对木材热解影响不明显，阻燃效果不好。而经多组分阻燃剂处理的木材试样中，混合阻燃剂对木材的热解影响显著，表现出良好的阻燃性，阻燃能力要明显好于单组分的。其中聚磷酸铵三聚氰胺硼酸锌组合的阻燃效果最好，把木材的失重时间从31min推迟到55min，最大失重速率从2．76mg／min降到0．75mg／min，失重率从97．19％减少到76．30％。     

乙酰化木粉的热解动力学研究

利用热重分析仪在升温速率分别为5、10、15、20和25 K/min的条件下对乙酰化木粉进行热解研究,利用Horowitz-Metzger和Coats-Redlfern两种不同的动力学模型对乙酰化木粉进行热解动力学分析。结果表明:乙酰化木粉的热解过程主要分为预热解、快速热解和慢速热解3个阶段,其中快速热解阶段失重率可达70%。对实验数据进行回归拟合,结果显示快速热解过程是一级反应。由两种模型计算所得的活化能数值不同,但是总体变化趋势基本相同。与其他一些生物质材料的热解参数对比可知乙酰化木粉更难被热分解。     

不同粒径城市污泥热解和燃烧动力学研究

采用德国耐驰公司STA 409pc热重分析仪,对3个不同粒径的污泥颗粒(d≤0.25mm,0.25mm0.83mm)以升温速率20℃/min在纯氮和空气气氛中进行实验,并对污泥进行了元素分析和工业分析,对金属的含量进行测定.采用MATLAB 7.11.0(R2010b)中的surface fitting tool进行平面拟合的方法计算了相关的动力学参数.结果表明,污泥的热解可以分为3个阶段:水析出阶段(100～180℃)、挥发份热解阶段(205～550℃)和部分难挥发有机物与无机物的降解阶段(550～900℃).而污泥的燃烧可以分为4个阶段:水析出阶段(100～180℃)、挥发份的燃烧阶段(180～475℃)、碳燃烧阶段(475～595℃)和无机盐分解阶段(595～900℃).不同粒径下污泥热解第2阶段活化能约为48kJ/mol,反应级数为1.5～1.8.燃烧第2阶段的活化能约为33kJ/mol,反应级数为1.1～1.8.燃烧第3阶段活化能约为176kJ/mol,反应级数为1.1～1.2.     

4种农林生物质的热解特性及动力学研究

为优化生物质热解工艺,研究了4种农林生物质的热解特性及其动力学参数的分布规律。利用热重分析仪对4种生物质的热解失重行为进行了试验研究,采用热解特性指数P对生物质的热解特性进行了综合评价,使用CoatsRedfern方法对生物质的热解过程进行了动力学分析。研究结果表明：生物质的热解反应可分为干燥预热、快速失重和缓慢失重3个阶段;各生物质在主热解区低温段所需热解活化能要高于高温段;活化能和频率因子均随升温速率增大而增大;采用n-2级动力学模型能较好地表述整个主热解区的反应过程;采用15K／min的升温速率和500℃的热解终温可提高热解反应速率,降低能耗。     

Fabrication method and microstructural characteristics of coal-tar-pitchbased 2D carbon/carbon composites

The lignin-cellulosic texture of wood was used to produce two-dimensional(2D) carbon/carbon(C/C) composites using coal tar pitch. Ash content tests were conducted to select two samples among the different kinds of woods present in Iran, including walnut, white poplar, cherry, willow, buttonwood, apricots, berry, and blue wood. Walnut and white poplar with ash contents of 1.994wt% and 0.351wt%, respectively, were selected. The behavior of these woods during pyrolysis was investigated by differential thermal analysis(DTA) and thermo gravimetric(TG) analysis. The bulk density and open porosity were measured after carbonization and densification. The microstructural characteristics of samples were investigated by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD), and Fourier-transform infrared(FT-IR) spectroscopy. The results indicate that the density of both the walnut and white poplar is increased, and the open porosity is decreased with the increasing number of carbonization cycles. The XRD patterns of the wood charcoal change gradually with increasing pyrolysis temperature, possibly as a result of the ultra-structural changes in the charcoal or the presence of carbonized coal tar pitch in the composite's body.     

不同木材种类炭化率的研究

根据木材本身的材性缺陷和木材加工厂的废料存量情况,选择了岑树、山毛榉、花旗松、橡木、白杨和云杉作为研究对象,研究了这些木材在实验室热解条件下炭产品的生产能力.在390～672 ℃范围内,共做28次分组热解试验,试验时间为2 h,每组10个试件;390～440 ℃范围内,共做8次分组热解试验,试验时间为1 h,每组10个试件.分别测试了试件在热解试验前后的质量损失和体积的变化,特别是试件在热解实验后的炭化率.结果表明:所有树种的试件在500℃时完全炭化,试件的相对质量损失约为25%,试件的三维收缩约为30%(T)、25%(R)、20%(L).不同树种试件的炭化率是相同的,木材的炭化率和树种无关,木材热解炭化后的理论孔隙率经验公式为ε=100-30ρ01,通过此公式可研究木材的初始干燥密度预测其生产炭产品的性能.     

分步热解气相色谱在油页岩工艺性质评价中的应用——以准南大黄山芦草沟组油页岩为例

采用热解气相色谱技术,通过分步程序热模拟了大黄山油页岩的干馏过程,探索了油页岩在各温阶下各种油(气)品热解回收动态变化及其热解总回收率变化,理论上分析了产生这种变化的原因,论述了油页岩工艺特性及其控制因素,以期为精确评价油页岩工艺性质提供参数。研究结果表明:干馏热解过程主要分3个阶段,410℃之前烃类产物很少,并随温度增高而缓慢增加;450～510℃区间烃类产物迅速增加,占全部热解产物的70%,并在490℃左右达到最大值;510℃以后烃类产物较少,以气态烃产物为主。大黄山油页岩整体具有轻质油潜力优势特征,未来加工炼制温度控制在450～510℃即可基本保证油(气)回收率、有效获取轻质油。油页岩原始生烃潜力是控制油页岩工艺特性的主要因素,油页岩原始生烃能力越强,干馏高温阶段的重质油产物越多。     

KOH活化杨木制备活性炭的特性研究

通过热重法对杨木颗粒以及用KOH浸渍后的杨木颗粒进行热解实验,通过TG、DTG、DSC曲线的变化规律,分析在主要失重阶段发生的物理变化、化学变化以及炭得率.结果表明:活化剂KOH中的K+对木材的热解具有催化作用,形成活性炭的温度基本为600,℃,温度高于800,℃时,活性炭发生烧失反应;升温速率对炭得率几乎没有影响;加入活化剂KOH后,提高了炭得率,但是炭得率与活化剂/杨木颗粒的质量比值成反比.     

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.