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1.
【目的】研究滤泥的热解特性、动力学和热力学性质,为滤泥热解提供科学依据。【方法】采用定量法进行工业分析和元素分析;采用热重分析法,以5、10、15、20、25和30℃/min加热速率从室温加热至800℃,运用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)3种方法处理热重试验数据。【结果】滤泥灰分含量为44.34%,挥发分含量为52.88%,C、H、N、S和O的重量百分比含量分别为24.96%、4.04%、1.98%、5.82%和18.86%,高位发热值(HHV)为11.39 MJ/kg。由TG(热重分析)曲线可知热解主要分为3个阶段进行,分别为微失重阶段(110℃左右)、快速热解阶段(150～510℃)和炭化阶段(510～800℃),不同加热速率下DTG(热重分析一阶微分)曲线峰值差别明显。运用FWO和KAS方法计算得出的平均活化能(Eα)分别为322.28和321.93 kJ/mol,平均焓变(ΔH)为289.04和288.24 kJ/mol,平均吉布斯自由能变(ΔG)为207.87和208.01 kJ/mol,熵变(ΔS)由负值持续增加为正值。【结论】较低的加热速率有利于滤泥的热解反应;FWO和KAS模型均能较好地描述滤泥热解过程,整个热解过程符合热力学第二定律,是一个复杂多步的吸热过程。 相似文献
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不同畜禽粪便的热解特性及反应动力学 总被引：1，自引：0，他引：1
对猪、牛和鸡3种主要种类畜禽粪便在以高纯氮气为载气的条件下进行热重-差热(TG-DSC)分析,同时考察不同升温速率(10、20和50℃/min)对鸡粪样品热解过程热解特性和热焓的影响。热重试验样品粒度为0.5mm,所有样品均从室温加热至1 000℃。试验结果表明:畜禽粪便类生物质热解过程主要包括脱水、主要热裂解和炭化3个阶段,3种畜禽粪便样品失重主要集中在126～438℃;不同种类畜禽粪便样品和不同升温速率,鸡粪样品的DTG、DSC曲线差异明显,但各自的DTG和DSC曲线有很好的对应关系;基于Coats-Redfern法应用反应级数模型和扩散模型选择回归系数最高的值表示样品的反应级数和反应机理,得出鸡粪活化能的平均值为73.4kJ/mol,猪粪、牛粪活化能分别为114.2和88.5kJ/mol。 相似文献
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复合NP阻燃剂处理杨木的热解特性与动力学分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究复合NP阻燃剂处理杨木的热解特性与阻燃机理,利用热分析法对蒸馏水、聚硅酸磷酸二氢铝(Al-Si)、NP阻燃剂(N-P)、聚硅酸磷酸二氢铝复合NP阻燃剂(N-P-Al-Si)处理杨木(编号为A、B、C、D)的燃烧性能进行探讨,分别运用Ozawa-Flynn-Wall法和修正Coats-Redfern法计算阻燃杨木活化能。结果表明:A仅有1个热解阶段,此阶段的活化能值为65~70 kJ/mol。阻燃处理材的热解大致分为2个阶段,D的主要热解阶段介于B、C之间,其热释放速率缓慢,失重速率和失重量最小。并且在不同的升温速率下D的失重趋势一致,随着升温速率的增大,失重曲线向高温方向移动。D第1、2阶段的活化能分别为120、240 kJ/mol,均显著大于C(115 kJ/mol),表明Al-Si与N-P复配后的阻燃效率得到提高。 相似文献
4.
为了解香料在加热卷烟中的热解特性，以12种醛酮类单体香料为研究对象，采用非等温热重法(TG)、差示扫描量热法(DSC)以及Coats-Redfern法和?atava-?esták法2种动力学分析方法对其熔融行为和热解行为进行分析。结果表明：(1)12种醛酮类单体香料的热重微分(DTG)曲线均表现出1个明显的失重峰，在其对应的DSC曲线上均表现出明显的吸热现象；(2)12种醛酮类单体香料均能在300℃前完成热解；(3)基于Coats-Redfern法和?atava-?esták法的分析结果显示，三维扩散模型D3可以较好地描述12种醛酮类香料的热解反应机制，12种醛酮类香料热解过程的活化能在89.51～236.99 kJ/mol，指前因子(A)在2.07×108～2.02×1023min-1，其中胡椒醛、邻甲氧基肉桂醛、乙基香兰素、甲基环戊烯醇酮和山楂花酮熔融过程的活化能在239.07～412.24 kJ/mol,lg A在24.66～30.54;(4)对12种醛酮类香料的热解特性进行聚类分析发现，在平方欧式距离为10时聚为... 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2017,(6)
为深入探讨谷子秸秆热解工艺的过程和机理,采用热重分析仪(TGA)对比分析了谷子秸秆在5个(5,10,15,20,25℃·min-1)不同升温速率下的热解特性,使用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)两种方法分别计算了谷子秸秆在13个(15%~75%)转化率下的活化能值及其偏差,同时选取不同终止温度(半纤维素反应后、峰值以及纤维素反应后所对应的温度),采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析谷子秸秆热解剩余物的有机结构。结果表明:谷子秸秆的热解过程可分为四个阶段,并且在5种升温速率下的热解趋势相似,但随着升温速率的提高,热解会出现热滞后现象。通过KAS方法计算的活化能值为52.93~103.95k J·mol-1,FWO方法计算的活化能值为54.85~104.31k J·mol-1,FWO方法获得的活化能值略高于KAS方法 ,数值的差异是因为计算过程中选取的近似值不同,虽然两种计算方法的准确性不同,但计算的活化能值都随转化率的升高先下降后上升,最高的活化能值出现在转化率为75%时,此时处于热解反应的后期,反应的进行相对困难,这表明木质素的分解相对困难。同升温速率、不同终温下热解所得谷子秸秆的红外光谱图整体走势一致,主要基团吸收峰的位置变化不大,但吸收峰的强度有明显差异,当终止温度超过400℃时,甚至有个别吸收峰慢慢消失,此时谷子秸秆高分子聚合物基本上都已经被分解成小分子。升温速率对整个热解过程的影响不大,不同升温速率下,热解的终止温度相近时,剩余物的成分相似,光谱图的曲线也趋于一致。为生物质热解反应器的设计提供了合理的科学依据。 相似文献
6.
利用热重红外联用技术(TG-FTIR)研究了竹材综纤维素在不同升温速率下(5.0, 10.0, 15.0, 20.0和30.0℃·min-1)的热解特性和热解动力学。热重分析/热重一次微分曲线(TG/DTG)表明:竹材综纤维素热解可分为干燥、快速裂解和慢速裂解等3个阶段; 随着升温速率增加, TG/DTG曲线往高温一侧移动; 竹综纤维素热解过程发生复杂的化学反应, 包括多重、平行和连续反应; 热解挥发分主要由小分子CO, H2O, CH4和CO2, 以及一些醛类、酮类、酸类、烷烃、醇类和酚类等有机物组成。利用无模式函数积分法, 即Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)积分法, 对其热解动力学进行研究。结果表明:竹材综纤维素的活化能随着转化率的升高先增大后减小再增大, 活化能数值的变化与纤维素/半纤维素不同的热解特性有紧密联系。 相似文献
7.
【目的】研究不同升温速率下成型生物质的热解炭化规律。【方法】采用自行设计的热解试验装置,测定不同升温速率(5,7,10,15℃/min)条件下成型生物质热解过程中失重(TG)、失重速率(DTG)、工业成分(挥发分、灰分、固定碳含量)的变化及所需的活化能。【结果】通过动力学拟合,得到描述成型生物质热解过程的最合理机理函数,据此推测成型生物质热解反应机理为内扩散控制过程。当升温速率为10℃/min时,热解过程活化能最小,为195.52kJ/mol。在不同升温速率下,成型生物质热解过程中的TG曲线逐渐向高温区移动,且失重速率呈先增大后减小的趋势,在升温速率为5,7,10,15℃/min时,成型生物质的失重速率分别在322,427,448,554℃时达到最大,其值分别为0.804,0.649,0.512,0.466%/℃,可知在成型生物质热解炭化过程中,随着温度的增加失重速率呈先增大后减小的趋势,达到最大失重速率时的温度随升温速率的增大而升高,热解后成型生物质固定碳含量随着升温速率的增大而降低。【结论】较低升温速率热解有利于成型生物质热解成炭。 相似文献
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黑龙江地区10种常见树叶的热重分析 总被引：1，自引：0，他引：1
应用热重分析方法研究了黑龙江地区10种常见的树叶的热解行为。随后利用TG-DTG曲线分析它们的热解特性,了解到木质素、半纤维素及纤维素的热解特性和温度、失重量以及失重速率之间的关系。结果表明:在空气气氛下10种树叶的热解均经历水分析出、快速热解、炭化3个主要阶段;可以利用所学的Arrhenius反应方程和Coats-Red fem模型求出样品在主要的快速热解期间的热解动力学参数,计算得出樟子松、黑皮油松具有较好的防火性能,着火温度、活化能分别是:274.69℃、39.420kJ/mol,274.90℃、42.9110kJ/mol。 相似文献
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2种生物质材料的热解特性及动力学研究 总被引：2，自引：0，他引：2
用热重分析在不同升温速率（5—50℃／min）和一定氮气（20mL／min）条件下对甘蔗渣、杨木的热解失重过程进行研究。结果表明,加热速率越大,热解速率越快;其热解过程可分为失水干燥、预热解、快速热解和残余物热解4个阶段;甘蔗渣、杨木快速热解阶段的失重率分别为80％和85％,它们均可由一级反应过程描述。由Coats-Redfem方法计算得出,甘蔗渣、杨木快速热解阶段低温热解平均活化能分别为40．84、74．94kJ／mol,高温热解平均活化能分别为9．21、11．39kJ／mol。 相似文献
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为比较不同种类生物质秸秆热解特性的差异,探讨地域对生物质秸秆热解特性的影响,以四川、湖北和云南产区的油菜、小麦、玉米和水稻秸秆为试材,采用SDT-Q600型同步热分析仪,通入高纯氮气后,对样品进行热解与测定(加热速率为20℃/min,终止温度为1 000℃),最终获得不同种类和不同产区生物质秸秆的TG曲线和DTG曲线,并对各曲线进行比较与分析。结果表明:4种生物质秸秆热解过程呈现相似的变化规律,但由于样品种类的组分不同,样品呈现出失重程度和失重速率上的差异;地域对同种生物质秸秆的失重程度有影响,对失重速率影响不明显。采用Coats-Redfern法,对不同种类和产区的生物质秸秆热解过程进行动力学计算,得出表观活化能和频率因子动力学参数。结果显示,在主要失重阶段生物质秸秆活化能为89~144kJ/mol。 相似文献
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猪血免疫球蛋白的热稳定性及动力学研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了使猪血免疫球蛋白在各类食品中得到较好的应用 ,对猪血免疫球蛋白 (PIgG)的热稳定性及热变性动力学进行了分析研究。结果表明 ,PIgG在 6 0℃以下很稳定 ,6 0～ 6 5℃比较稳定 ,大于 70℃变性明显加快 ,超高温杀菌 (12 0℃ ,4s)条件下 ,PIgG几乎失活 ;其热动力学反应为 1 2级 ;在 6 0 ,6 5 ,70 ,75 ,80 ,85和 90℃ ,PIgG热变性的D值分别为 33 333× 10 3 ,14 2 86× 10 3 ,3 333× 10 3 ,0 4 76× 10 3 ,0 2 2 2× 10 3 ,0 16 9× 10 3 和 0 0 76× 10 3 s ,在此温度范围内的Z值为 10 81℃ ,表观活化能为 2 2 7 31kJ·mol-1。 相似文献
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猪血液中免疫球蛋白热变性动力学研究 总被引：3，自引：0，他引：3
热变性动力学研究结果表明，在pH7．4的磷酸盐缓冲液中，PlgG热变性的反应级数为1．1级。在60℃、65℃、70℃、75℃、80℃条件下，PlgG热变性的D值分别为833．33min、131．58min、37．04min、7．32min和2．54min．在此温度范围内PlgG热变性的Z值为7．9℃。PIgG热变性的表观活化能EA=284．45kJ／mol。当加热温度低于65℃时．PlaG比较稳定。 相似文献
13.
为了解热压加工过程中紫玉米花色苷含量及色泽的稳定性，主要分析在不同温度下随着加热时间的延长，紫玉米花色苷含量及色泽指标[亮度(L*)、红绿度(a*)、黄蓝度(b*)、总色差(△E)]的变化，并建立动力学模型研究其热降解动力学，分析花色苷含量与色泽指标的相关性。结果表明，热压加工过程中紫玉米的花色苷含量、a*呈下降趋势，L*、b*、△E呈上升趋势；紫玉米花色苷的热降解符合一级反应动力学模型，色泽的变化符合零级反应动力学模型，随着加热温度的升高(70～120℃),紫玉米花色苷含量及色泽指标的反应速率常数(k)增大，半衰期(t1/2)减小，加热30 min,花色苷含量、L*、a*、b*、△E的表观活化能(Ea)分别为23.61 kJ/mol、26.10 kJ/mol、19.44 kJ/mol、17.20 kJ/mol、12.54 kJ/mol。通过建立紫... 相似文献
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利用碘离子修饰的B–Z振荡体系检测辣椒面中禁用色素罗丹明B。结果表明，在修饰的体系中检测罗丹明B，比在未修饰的体系中的灵敏度有所提高；当丙二酸浓度为0.105 mol/L、溴酸钾浓度为5.80×10–2 mol/L、硫酸铈浓度为1.60×10–3 mol/L、碘化钾的浓度为 2.5×10–4 mol/L、硫酸的浓度为 0.7 mol/L时，罗丹明B对修饰体系的扰动最大；罗丹明B浓度为(7.5010–7～ 7.0010–4)mol/L时，振荡体系振幅变化与罗丹明B浓度的负对数之间呈现良好的线性关系，检出限为8.710–8 mol/L，相关系数为0.998 7。 相似文献
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《仲恺农业工程学院学报》2020,(3)
为了深入了解C_(36)二聚脂肪酸基不饱和聚酯树脂合成及固化过程中涉及的化学反应,采用FT-IR,~1H NMR和差示扫描量热法对其进行研究.FT-IR和~1H NMR分析聚酯得出,经过缩聚反应已成功合成出C_(36)-DFA改性聚酯.TGA分析表明DFA-UPR树脂表现出相对较高分解温度,为197.83℃.DFA-UPR树脂在T_(m2)温度下热失重速率为39.56%/℃,与UPR树脂相比降低了30.13%.对纯聚酯和C_(36)-DFA改性聚酯树脂体系进行等温和非等温DSC测试.根据Kissinger方法和Crane方法得出DFA-UPR和UPR树脂体系的固化反应活化能分别为32.99 kJ/mol和33.68 kJ/mol;反应级数均为0.85;指前因子分别为1.89×10~4和3.11×10~4.DFA-UPR树脂固化反应符合Sesta′k-Berggren自催化模型. 相似文献
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采用热分解动力学研究方法,在氧气气氛中同时监测紫胶树脂由室温至高温条件范围内的热质量(TG)和差示扫描量热(DSC)曲线,应用相应软件绘制微分热质量(DTG)曲线,测定紫胶树脂有氧热分解过程的特征参数变化;根据TG、DTG曲线,采用4种不同数学方法(Kissinger法、Starink法、FWO法、FRL法)计算紫胶树脂在氧气气氛中的热分解活化能,对计算结果进行了线性相关性检验;应用Malek法计算并推断紫胶树脂在氧气气氛中的热分解数学模型。结果表明:紫胶树脂在氧气气氛中的热分解反应为两步反应,且热分解反应过程中,体系的放热量高于吸热量;由于紫胶树脂具有聚合物特性,其热分解反应最大分解速率温度随升温速率的增大而增大。由于热分解反应体系的反应复杂性,4种数学方法中仅有Kissinger法、Starink法的计算结果具有密切的线性相关性,计算的热分解反应活化能分别为287.192、287.294 k J/mol; FWO法、FRL法的计算结果不具有密切的线性相关性,FRL法的线性相关性较差,但仍可依据FWO法的计算结果并结合TG、DTG、DSC曲线形状进行热分解机理的推断分析。应用Malek法对热分解反应进行了最概然机理函数的计算,紫胶树脂在氧气气氛中的热分解反应最接近于J-M-A方程,依据此方程的反应机理为随机成核和随后生长。依据DSC曲线,紫胶树脂在10、15、20、25℃/min升温速率时,黏流转变的起始、终止及峰值温度平均值,分别为46.6、146.5、80.1℃;计算了紫胶树脂在相应升温速率时的黏流转变焓变和熵变,平均值分别为199.4 J/g、0.56 J/(g·K)。 相似文献
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畜禽粪便的热解特性和动力学研究 总被引：3，自引：0，他引：3
利用热重-微商热重的分析方法对猪、牛、鸡和羊4种畜禽粪便的热解行为进行了研究。热重试验样品粒径为0.2mm,高纯氮气为热解环境,加热起始温度为20℃,终止温度为900℃。通过对热重(TG)曲线和微商热重(DTG)曲线的分析,得出畜禽粪便热解过程的脱水、过渡、主要失重和炭化4个阶段以及主要热解阶段的几个特征值参数;考察了加热速率对样品热解过程的影响,发现加热速率对样品热失重速率影响比较明显;利用试验所得数据,通过建立反应动力学方程,采用一级单组分和一级双组分分阶段反应模型,求出不同畜禽粪便在相应热解条件下的反应动力学参数,结果显示,几种样品的表观活化能值都在100kJ·mol-1以下,说明几种热解对象都很容易受热分解。 相似文献
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帽儿山地区10种常见树叶的燃烧性能和热重分析 总被引：1，自引：0，他引：1
使用热重分析法对黑龙江省帽儿山地区的10种代表性树种进行热解特性和动力学研究,利用TG-DTG曲线分析了可燃物热解的基本过程,通过热解参数对不同植物可燃物热解特性作定量比较,了解到木质素、半纤维素及纤维素的热解特性和温度、失重量以及失重速率之间的关系,采用分阶段一级反应动力学模型Coats-Redfem法求得相应的热解动力学参数活化能E和频率因子A.结果表明：在氮气气氛下10种树叶的热解均经历水分析出、快速热解、炭化3个主要阶段;计算得出樟子松、黑皮油松具有较好的防火性能,着火温度、活化能分别是：275.17℃、44.188 6 KJ/mol和274.38 ℃、42.864 3 KJ/mol.还利用极限氧指数技术,测得了可燃物的相对极限氧指数值,其数值可以反映可燃物可燃性的高低,得出榆树的氧指数是26.4％,属于难燃;黑皮油松的氧指数是20.2％,接近易燃. 相似文献
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为研究造纸污泥与煤/生物质混合原料的燃烧特性及其动力学行为,通过热分析试验和分布式活化能模型方法,研究20%O2/80%N2的燃烧气氛下,造纸污泥在10 ℃/min升温速率下与混煤、蔗渣在不同掺混比下的燃烧特性和动力学参数．研究结果显示：1）随着混煤掺混比的增加,燃烧过程的温度范围不断缩小,综合燃烧特性指数先增加后减小再增加,平均活化能增加至219.41 kJ/mol（10Z90H）后下降．在低温范围内,污泥与混煤的掺混对减少物料的质量残留率具有促进作用,高比例的混煤与污泥掺混在高温阶段对反应具有抑制作用．结果表明,90Z10H为污泥与混煤的最佳掺混比．2）随着蔗渣掺混比的增加,着火温度先增加后减低,终止温度不断降低,综合燃烧指数不断增加,活化能从190.97 kJ/mol不断增加至215.24 kJ/mol,低温阶段两者并没有明显的交互作用．综上所述,50Z50Z为污泥与蔗渣的最佳掺混比． 相似文献