炭化过程中的竹材收缩率(英文)

在温度为200～900℃的炭化过程中,通过测定6年生毛竹竹材的收缩率和竹炭得率,集中研究了竹材收缩率的各向异性及其与竹材主要组成之间的关系。结果表明:(1)炭化过程中,在相同炭化温度下,毛竹竹材在轴向、内部弦向、径向及外部弦向的收缩率依次增大。将竹材在200℃时处理3h,其轴向收缩率仍为零;(2)在整个炭化过程中,炭化温度在200～400℃范围内竹材收缩率的变化最大;(3)炭化温度低于400℃时,竹材中某一方向或部位的纤维素含量越高,其收缩率越大。炭化后期,竹炭的石墨化程度对竹炭收缩率可能有较大的影响;(4)加热温度低于300～350℃时,含水率越高的竹材,其收缩率越高。

KOH活化制备烟杆基活性炭的炭化过程

为了揭示KOH活化烟杆制备活性炭中炭化阶段的反应机理,利用热重法对氮气气氛中烟杆和浸渍KOH的烟杆在不同升温速率下(分别为5,15,30 K/min)的热解过程进行了研究。结果表明,随着KOH的加入,降低了烟杆主要成分的分解温度,为炭化之后的活化反应奠定了重要基础。采用Coats-Redfern模型对实验数据进行处理,得出了烟杆和添加KOH的烟杆的热解表观活化能和指前因子,建立了热解动力学模型,发现烟杆及添加KOH的烟杆热解的主要阶段分别可由一段1级反应和2.5级反应过程描述,KOH的存在可将烟杆炭化阶段的活化能降低约30 kJ/mol,动力学参数存在补偿效应。

XRD研究芳基乙炔聚合物炭化过程中的结构变化

根据热失重曲线、元素分析和 X射线衍射分析了芳基乙炔聚合物炭化过程中的结构变化。结果表明 ,芳基乙炔聚合物在 90 0℃炭化时 ,成碳率高达 84 % ;随着炭化温度的升高 ,碳含量增加 ,H/ C比减小。在 6 0 0℃以前 ,随着炭化温度的升高 ,聚合物原有的序态结构逐渐被破坏 ;6 0 0℃以后 ,随着炭化温度的升高 。

聚醚砜酮薄膜在炭化过程中化学结构的变化

用傅里叶变换红外光谱法研究了聚醚砜酮薄膜试样在氩气氛中,室温至950℃热解过程中固体残留物的内部结构的转变。根据谱带的变化规律,提出了试样在热解炭化时会沿着二氮杂萘环的N N键断裂,形成共轭腈基及异氰基的苯环化合物。异氰基化合物进一步二聚成二苯基碳化二亚胺,后者又聚合生成含氮杂环的多环芳烃。继续热解炭化会导致芳杂环的合并和脱除HCN等气态小分子,生成连续巨大的含氮杂芳环多环化合物。再经稠环芳构化最终得到具有芳环层面结构的大分子固态残留物。

芳香性石油渣油液相炭化过程的研究——中间相沥青生成过程的在位显微结构分析

本文采用热台显微镜分别考察了α-甲萘合成沥青、三线芳烃衍生沥青、乙烯渣油沥青的中间相转化行为。α-甲萘沥青是从纯烃合成的沥青,具有典型的热变型中间相特征;三线芳烃沥青的中间相转化行为十分相似于α-甲萘沥青,而乙烯渣油沥青则在热台加热条件下于较窄的温度区间内全体积爆发式地转成镶嵌型中间相。

芳香性石油渣油液相炭化过程的研究——模型芳烃、石油渣油和它们热解产物平均结构的表征

本文以乙烯渣油和轻柴油重质芳烃组分,以及一个模型化合物(a-甲基萘)为原料,经400℃及氮气压力下液相热缩聚,制得了三种不同的沥青。接着,用核磁共振氢谱电算机解析法,研究了各渣油和沥青的平均分子结构,获得了各个样品的平均分子结构参数和相应的结构摸型。讨论了各种沥青的结构特点以及从渣油到沥青的炭化反应机理。

炭化微米木纤维微粒捕集器滤芯炭化过程研究

炭化过程是制备炭化微米木纤维微粒捕集器滤芯工艺中的关键环节,对环境、温度、加热均匀性等方面有严格的要求.通过对微波加热理论的深入研究,将微波技术应用于炭化过程,结合实际工艺需求,设计出小型微波炭化装置用于制备该滤芯.详细介绍了装置中谐振腔的材料与尺寸的选择、核心器件的选用、无氧保护的实现等关键技术问题,并对以针叶松为原料制成的木纤维滤芯进行炭化实验.实验结果表明:该装置可有效提高木纤维滤芯炭化的可靠性,极大提高滤芯制备的效率和质量.

煤炭化过程中结焦压力的产生机理

论述了结焦压力的产生机理，从实际现象到内在本质，深入到炭化过程中煤大分子结构变化、脱挥发分速率、半焦及焦炭结构等多方面探讨了压力产生的来源与主要影响因素，并指出炭化室中心焦炭形成时会产生最大膨胀压力．最后提到了已有的一些鉴别危险结焦煤并预测其可能产生的结焦压力的一些方法．

型煤炭化过程中干馏气体析出速率分析

通过对型煤炭化过程进行理想假定,借助热传导方程,推导了理想形状型煤随炭化时间变化的温度场表达式;通过对型煤热重实验数据的回归分析,获得某特定型煤原料的干馏气体析出速率随温度变化的关系;最终得到处于炭化过程中的型煤某一时刻、通过某一位置的单位封闭截面的干馏气体析出速率的数学模型。

无烟煤与焦煤复配制备型焦的炭化过程研究

对比研究了无烟煤、焦煤和复配型煤在炭化过程中的化学组成与性质变化;采用热天平(TG)和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对炭化过程中无烟煤、焦煤和复配型煤的气体释放和热失重情况及表面官能团进行了测试分析;采用X射线光电子能谱仪(XPS)对无烟煤型焦、焦煤型焦和复配型焦的碳、氧元素的化学状态进行了表征。结果表明:在低温阶段复配型煤的炭化是无烟煤和焦煤炭化的线性叠加,在高温阶段无烟煤和焦煤炭化存在协同效应,使得复配型煤释放更多的气体,失重大于两者失重的线性叠加;复配型煤在炭化过程中表面官能团的变化趋势与无烟煤和焦煤单独炭化时表面官能团的变化趋势一致,但由于两者的协同作用,复配型煤的碳元素氧化程度更高,易于生成更多的C—O基团。

高碳树脂芳基乙炔聚合物炭化过程研究

本文研究了芳基乙炔聚合物 (PAA)炭化过程中的结构变化 ,结果表明 :树脂 90 0℃炭化时 ,热失重、线收缩和体积收缩分别为 16 %、12 5 %和 31 8% ;炭化温度低于 6 0 0℃时 ,孔隙率随炭化温度的升高而增加 ,体积密度随炭化温度的升高而减小 ;6 0 0～ 90 0℃炭化时 ,孔隙率随炭化温度的升高而减小 ,体积密度随炭化温度的升高而增加 ;在整个炭化温度范围内 ,本体密度随炭化温度的升高而增加。PAA树脂炭化物结构密实 。

成型炭化过程对磷酸-污泥-木屑成型炭性能的影响

以杉木屑和污泥为原料,磷酸为添加剂,探讨成型温度(70~100℃)、成型压力(80~110 MPa)和炭化温度(300~600℃)对磷酸-污泥-杉木屑成型炭物理性能和产率的影响,并对物理性能最佳的成型炭进行燃烧特性分析和重金属分析。结果表明,成型温度与成型压力对成型炭物理性能的影响相似,随着成型压力的增大和成型温度的升高成型炭物理性能均先升高后下降,炭化温度对成型炭物理性能影响较复杂。经80℃和100 MPa成型后再经500℃炭化制得的成型炭表观密度与抗压强度最大,分别为1279.0 kg/m~3和18.7 MPa,均远高于商用烧烤炭。成型炭产率随炭化温度的升高而减小,由300℃的72.0%减至600℃的52.2%。较高的成型炭物理性能和产率可在一定程度上降低储存和运输成本,实现生物质废弃物的高效利用。

炭化过程中粟、黍种子亚显微结构特征及其在植物考古中的应用

粟、黍炭化种子遗存是研究早期人类活动的重要植物考古材料.通过不同温度条件下的室内炭化实验及野外火焙实验,研究现代粟、黍种子形态和亚显微结构特征,拟揭示粟、黍种子遗存形成的条件与原因.200℃以下种子形态变化呈缩小趋势,胚乳淀粉粒保持结晶结构;250℃粟形态呈膨胀增大趋势,黍种子形变较严重,粟和黍胚乳淀粉粒都过渡为无定形结构;300℃种子部分灰化,炭化种子出现多孔现象,亚显微结构呈蜂窝状的孔洞.北牛遗址史前窖穴中的种子遗存仍保持结晶结构,显示水分子不参与淀粉结晶,为脱水炭化作用而成.野外火焙实验结果显示火堆底部地表的炭化粟、黍种子亚显微结构呈无定形,考古文化堆积中炭化种子遗存亚显微结构也呈无定形,与250℃条件下的炭化种子结构特征相一致,判定文化层的种子遗存形成并不受明火直接烧烤,而是在250℃左右的温度条件下烘焙而形成的.

炭化过程对新疆呼图壁煤制备高性能活性炭影响研究

以新疆呼图壁煤为原料制备活性炭。根据煤样热重分析结果对煤样的炭化过程进行设计与控制,研究炭化过程对制备高性能活性炭的影响。活性炭的碘吸附值、亚甲蓝吸附值、漂浮率、强度及孔隙结构的测定结果表明,与其他炭化过程相比,所设计的缓慢炭化过程有利于制备出高吸附性能、低漂浮率且孔隙结构发达的优质活性炭产品,同时证明新疆呼图壁煤可制备优质活性炭。

聚丙烯腈基炭纤维制备过程中的表面形态和结构研究

为了制备高性能的聚丙烯腈基炭纤维,用SEM和TEM等分析方法跟踪炭纤维生产全过程中纤维微观结构所发生的变化。在湿法纺丝中,控制预牵伸倍数为 7倍,调整凝固浴的温度为 16℃时,可纺出截面近似圆形的高质量原丝,纤维的截面和表面的微纤比较紧凑,表面缺陷和裂纹较少;原丝经过预氧化后仍保持原来的微原纤结构,纤维外部表层的石墨微晶较大,所含孔隙较少,内部的微晶较小且含有大量孔隙。用高锰酸钾改性原丝能够得到质量优异的预氧化纤维,改性预氧丝的纤维基面增加比未改性的多,基面沿纤维轴排列的程度更高。所制备的炭纤维具有由原丝演变来的微观结构,微纤沿纤维轴高度取向,微纤之间有细长的孔隙,并堆砌在一起形成枝化微纤的伸展网络,炭纤维截面形状也近似为圆形。合理调整制备工艺,得到了强度为 3.6GPa^4.2GPa,断裂延伸率为 1.6%~1.8%,模量为 235GPa^240GPa的聚丙烯腈基炭纤维。结果表明:炭纤维的微观组织结构与原丝的微观组织结构密切相关,高强度、高取向度和结构均匀的原丝是获得高强度和高模量炭纤维的前提。

无烟粉煤成型块炭化行为及热解气体生成规律

采用自制炭化装置研究了含有球化剂和黏结剂的无烟粉煤成型块在炭化过程中的收缩特性,用显微热台考察了煤微粒热解时微粒面积随温度变化的关系,用GC考察了型煤炭化过程中热解气生成规律。研究结果表明:无烟粉煤成型块在炭化过程中分别在150℃和600℃左右有明显的收缩峰,其炭化分为不同于烟煤的5个阶段,即干燥-预热-软化阶段(<480℃)、热分解开始阶段(480～550℃)、热解-黏结阶段(550～600℃)、固-胶体固化阶段(600～630℃)和固化型煤收缩阶段(600～900℃)。其中第2阶段热解气中的CO2、C2H4、C2H6、CO和CH4含量达到45.62%;第5阶段析出的气体开始以CH4和H2为主,后期主要是H2。

竹材热解及炭化收缩特征分析

对四种竹材的热解行为及炭化收缩现象进行了分析研究,结果表明:(1)竹材的种类和年龄对其热解特征和炭化收率有重要影响;(2)炭化过程中竹材收缩率随温度升高而增大;(3)竹材的炭化收缩率在不同年龄、不同部位也有差异。在相同炭化温度下,竹材炭化过程中切向和径向的收缩率高于轴向。

煤样二次炭化试验及其温度场演化规律分析

为获取与天然煤体高度相似的煤样,以为煤炭深加工利用研究提供原始煤样高仿样品,对人工二次炭化煤样制备方法进行了探索:设计了二次炭化试验方案,并根据设计方案,对炭化过程中的热量传输和温度场的演化规律进行了分析;通过二次炭化试验,成功获取了二次炭化煤样。研究结果表明,在二次炭化过程中,煤样中心温度增长速度是先快后慢,合理的加热时间约为15 000 s。