用恒温热重法测定1-己基-3-甲基咪唑苏氨酸离子液体[C_6mim][Thr]蒸汽压和蒸发焓

用中和法合成了氨基酸离子液体(AAIL)1-己基-3-甲基苏氨酸盐[C_6mim][Thr],并用核磁共振氢谱(~1H NMR)和核磁共振碳谱(^(13)C NMR)进行了表征。以苯甲酸为参考物质,用恒温热重法确定了AAIL[C_6mim][Thr]的蒸汽压和在平均温度下(T_(av)=438.15K)的蒸发焓(△_I^gH_m~θ(T_(av))=128.5±6.0kJ·mol^(-1))。利用Verevkin等人提出的方法计算得到AAIL[C_6mim][Thr]气态和液态的恒压热容差(△_I^gC_m~θ_ρm=-70.8 J·K^(-1)·mol^(-1)),进而计算了不同温度的蒸发焓,其中参考温度(298.15 K)下的蒸发焓△_I^gH_m~θ(298.15 K)=138.4 kJ·mol^(-1),只比应用我们提出的蒸发焓理论模型估算值大1.6 kJ·mol^(-1),小于恒温热重法的实验误差3.0 kJ·mol^(-1),说明这个蒸发焓的理论模型有一定的合理性。借助Clausius-Clapeyron方程估算了AAIL[C_6mim][Thr]的假想的正常沸点T_b=522.07 K,以及沸点的蒸发熵△_I^gS_m~θ(T_b)=228.5J·K^(-1)·mol^(-1),进一步得到了不同温度的蒸发熵和蒸发自由能△_I^gG_m~θ(T),其结果表明蒸发自由能随着温度的上升而减小,达到沸点温度T_b时变为零,而蒸发熵则随着温度上升而增大,是AAIL[C_6mim][Thr]蒸发过程的驱动力。

包覆赤磷的制备及其热安定性研究

为提高赤磷(RP)的热安定性,采用氢氧化铝-酚醛树脂包覆赤磷,并用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对包覆层进行表征,通过差热分析方法对包覆前后的赤磷样品进行热分析.研究结果表明:包覆赤磷(MRP)的氧化起始温度、氧化峰值温度及氧化终止温度分别提高34.0、36.0、35.0℃;410℃下的恒温热重分析测得未包覆赤磷在恒温约4 min氧化完成,而包覆赤磷在恒温13 min仅有45.5%的赤磷被氧化;包覆赤磷的氧化放热峰温后移34.0℃;计算得出包覆赤磷的自发火温度提高14.39 K.相比于未包覆赤磷,包覆赤磷的热安定性有所提高,且包覆材料很好地包覆在赤磷表面.

恒温下玉米芯混煤富氧燃烧动力学模型

利用改进的恒温热重实验系统,在富氧气氛下对玉米芯与煤混合样品进行恒温燃烧实验,建立适用于玉米芯混煤富氧燃烧的双组分分阶段反应模型。利用该模型求得的参数能体现挥发分和焦炭燃烧两阶段反应机制的差异及燃烧难易程度,可用于解释玉米芯混煤恒温燃烧的机理。不同温度、O_2浓度、玉米芯掺混比和煤种下,利用双组分分阶段反应模型得到的模拟曲线和实验曲线吻合度较高,模型的判定系数R^2均在0.998以上。

富氧气氛下生物质/煤恒温混燃特性及同步NO释放规律的研究

利用恒温热重及NO监测装置,进行了富氧气氛下生物质/煤恒温混燃实验,研究了不同气氛、掺混比、煤种、温度及生物质种类下生物质/煤富氧燃烧特性及NO释放规律,为生物质/煤富氧燃烧的实际应用提供一定的参考。结果表明:气氛变化对挥发分析出燃烧段的影响很小。在21%O2浓度下,富氧气氛相比空气气氛,样品燃烬时刻略有延迟,NO释放量减小。随着O2浓度升高,样品的平均失重率增大,NO释放量增大。掺混玉米芯后,样品燃烬时刻明显提前,且随着玉米芯掺混比的增加,玉米芯对煤粉燃烧促进作用增强,NO释放量呈下降趋势。随着煤阶降低,玉米芯对煤的促燃作用减小,3种煤在掺混玉米芯后,NO释放量均有不同程度的降低。随温度升高,样品燃烬时刻缩短,NO释放量增大。掺烧3种生物质后,样品燃烬时刻均明显提前,NO释放量均有下降。

恒温下高灰分煤泥及其混煤燃烧动力学分析

为改善高灰分煤泥燃烧特性差、难以直接利用等缺点,利用恒温热重实验及动力学分析方法,研究了煤泥及其混煤的燃烧特性,并进一步探究了掺烧烟煤和贫煤、掺混比、以及反应温度等对煤泥混燃特性的影响规律。结果表明:煤泥燃烧后期受灰分阻燃效果明显,燃烧速率明显变慢,燃烧反应活化能为46.92 kJ/mol,高于贫煤而低于烟煤,表现为燃尽困难。煤泥通过掺烧HD、JZ烟煤可有效降低燃烧反应活化能,但烟煤掺入比例为75%会导致“抢风”,挥发分先燃烧消耗大量氧气,导致焦炭燃烧阶段因缺氧而造成燃烧不充分,不利于混煤的燃尽;而当HD烟煤掺入比例25%时,混煤燃烧活化能最低,着火稳定,掺烧效果最佳。相比之下,掺烧CC、SY贫煤对煤泥燃烧特性改善效果较小,且过量掺烧反而会恶化着火特性。此外,800~1200℃区间,随着反应温度升高,燃尽时间缩短,燃烧速率升高,说明提高温度对燃烧反应存在促进作用。

ST909合金水分解反应动力学研究

采用恒温热重法考察了ST909合金粉末在温度723~823K和水蒸汽浓度2500×106~10000×106的水分解反应动力学性质,结果表明合金与水反应的有效成分为Zr和Mn,对应产物为ZrO2和MnO,水分解反应速率随温度升高和水蒸汽浓度升高而增大。采用气固非催化反应模型对反应过程进行了参数拟合,结果表明该反应可用Ginstring-Brounshtein模型加以描述,反应级数为1级,反应表观活化能为118k J·mol-1。

恒温下准东煤粉燃烧特性研究

针对准东煤碱金属含量高导致灰熔融温度低、在燃烧过程中容易造成沾污及结焦等问题,利用恒温热重实验系统,研究了准东煤的燃烧特性及温度、煤种掺混等对燃烧特性的影响。实验结果表明:单煤煤种燃烧过程中,不同煤种燃尽时间、燃烧速率存在显著差异,其中路茂通坎乡煤种和永华金泰煤种差异最大,路茂通坎乡煤种易着火,燃烧速率快,燃尽时间短;随着温度升高,单煤燃烧失重曲线发生左移,燃尽时间缩短,燃烧速率上升,表明温度升高会加速煤粉燃烧,并且1 000℃后提高温度对焦碳燃尽的促进作用更明显;掺混燃烧过程中,掺烧高挥发分的煤种可以有效改善煤粉燃烧初期着火特性,而掺烧高固定碳煤种可使燃尽时间延长,从而降低燃尽率;混煤掺烧能够提高灰熔点,有效改善准东煤熔融特性,从而在煤源方面减少或者避免炉膛受热面沾污、结渣,确保锅炉运行的安全性和经济性。