热解条件对污泥组分及热解产物影响研究

改变热解条件并观察其对污泥热解后产物分布及组分性质的具体影响,对污泥热解工艺的反应机理及其影响因素进行分析。结果表明,固相产物的最大产率出现在200℃、10℃/min、15min,气相产物则是在700℃、5℃/min、60min条件下产量最优,在热解条件为600℃、10℃/min、60min时拥有较高的焦油产量,热解过程中污泥中的组分主要以挥发分的形态存在,其次为灰分,而含水率由于其含量较低对其影响较小,固定碳是固相产物的主要组分,与热解程度有着紧密联系。

热解条件对煤焦比表面积及孔隙分布的影响

在固定床反应器与高温沉降炉中由神木煤和华亭煤制得6组煤焦,考察了升温速率、热解温度对煤焦比表面积和孔隙分布的影响.煤粒在固定床中的升温速率为10 K/min,热解终温900℃;在高温沉降炉中升温速率大于1 000 K/s,热解终温为1 100℃和1 500℃,煤焦的孔隙结构采用低温氮吸附法进行分析.可以发现,快速热解煤焦的比表面积远大于慢速热解煤焦,并随着热解温度的升高而减小.说明挥发分在析出慢时易堵塞孔隙,而热解温度升高使快速热解煤焦的部分微孔转变为中孔和大孔,从而减小比表面积.

热解条件对煤焦结构及气化反应活性的影响

在不同热解条件下制得5种煤焦,考察了热解温度、升温速率对煤焦结构性质及CO2气化反应活性的影响.其中4组煤焦由神木煤和华亭煤在1100℃和1500℃常压沉降炉中快速热解制得,还有1组煤焦在固定床中以10℃/min加热到900℃,并停留30min得到.慢速热解煤焦孔隙结构不发达,BET比表面积仅为1.58m2/g,而快速热解煤焦存在大量的微孔和中孔结构,得到的比表面积要大得多,但随热解温度的增大而减小.煤焦与CO2在0.1MPa和3.1MPa系统压力下的反应速率均随热解终温的升高而减小,但与慢速热解煤焦的结构性质无法直接关联.热解温度对煤焦炭微观结构及矿物质催化性能的影响导致了反应活性的下降.

热解条件对煤焦气化活性影响的研究进展

简述了原煤性质与温度、压力和热解气氛等热解条件对煤焦结构和气化反应活性的影响;参考该领域的国内外研究成果,分析了热解条件影响煤焦气化反应活性的机理.由于实验设备和研究方法的差异,对温度和压力等热解条件对煤焦气化反应活性影响的评价不尽相同,但总体来讲,热解终温越高、停留时间越长、升温速率越快、热解压力越大,煤焦的气化反应活性越低;热解过程中,原煤性质的差异也会影响煤焦的结构和气化反应活性.煤焦的石墨化应该是导致煤焦气化反应活性下降的主要原因,因此,热解条件的改变,特别是温度和压力的改变对煤焦石墨化进程的影响值得进一步研究.

生物质废弃物在回转窑内热解研究——Ⅰ.热解条件对热解产物分布的影响

研究了生物质类废弃物在回转窑内的热解特性 ,讨论了物料种类、热解终温、加热方式、给料粒径和含水率对热解产物分布的影响。物料挥发份和热解终温高 ,加热快、粒径小 ,有利于燃气产率的提高以及炭产率的降低 ,而水分的提高会提高焦油的产率并降低炭的产率。同时 。

石油系油浆与煤系闪蒸油的焦化性能 Ⅰ.热解条件的影响

通过偏光显微镜观察了石油系油浆 (LH)与煤系闪蒸油 (SN)焦化后所得焦块的光学结构。结果表明 ,在较宽条件下两种原料单独焦化均得不到取向度高的流线型结构。将两种原料以一定比例混合后先热解再焦化所得焦块的光学结构明显好于二者混合后直接焦化所得焦块的光学结构 ,其中LH和SN以 3∶2的重量比混合后在4 4 0℃、1MPa下热解 3.5h然后再在 5 30℃、1MPa下焦化 8h所得焦块为具有较高取向度的流线型结构 。

热解条件对农作物秸秆炭性能的影响

该文通过对棉秆炭、稻草炭、玉米秆炭的含碳量、比表面积、热值的测定与分析,研究了热解条件与秸秆炭性能之间的相互关系,进而为秸秆炭的开发利用提供理论依据。在热解终点温度分别为450、600、750℃,平均升温速率为150℃/h,升至终点温度的保温时间为1 h的热解条件下获得上述秸秆炭。结果表明:在试验选定的热解条件下,棉秆炭、稻草炭、玉米秆炭含碳量的平均值分别为78.14%、60.01%、69.91%;比表面积的平均值分别为219、1191、73 m2/g;热值的平均值分别为31 471.552、6 490.282、2 816.82 J/g。

热解条件对生物质焦气化活性的影响及等温气化动力学参数求解方法

生物质气化是生物质利用研究的一个重点。生物质气化包含生物质的热解和热解所得焦炭的气化两个过程。不同的热解条件将得到具有不同气化活性的生物质焦炭,不同热解条件制取的焦炭的动力学参数也不相同。本文主要概述了热解条件对生物质焦气化活性的影响。同时基于阿伦尼乌斯公式介绍了生物质焦等温气化动力学参数的两种获取方法,非等转化率法是通过选择动力学模型中的结构因子f(x)来获取动力学参数,而等转化率法是通过避开选择动力学模型中的结构因子f(x)来获取动力学参数。基于简单碰撞理论提出了获取等温气化动力学参数的新方法,对阿伦尼乌斯公式中的指数项、指前因子A提出了明确的物理意义。基于简单碰撞理论的等温求解气化动力学参数方法类似于基于阿伦尼乌斯公式的等温求解气化动力学参数方法。

不同热解条件下神府煤焦的CO_2反应活性分析

对神府煤田3＃煤分别进行低温、中温、高温热解，以及在600℃和800℃温度下热解不同时间得到不同性质的煤焦，通过对煤焦CO2反应活性的测试，研究热解条件和CO2反应活性的关系，并且对煤焦的动力学参数进行计算讨论。

热解条件对氮杂有序介孔炭材料电催化性能的影响（英文）

氧还原反应是燃料电池及金属空气电池中极其重要的电化学反应之一,贵金属铂基催化剂被认为是最有效的氧还原反应电催化剂.然而,贵金属铂的资源稀缺以及高成本问题阻碍了相关技术的大规模应用,探索发展廉价高效的贵金属替代型催化剂是推动燃料电池发展的根本解决方案.近年来,人们在非贵金属催化剂开发方面取得了显著进展,其中新型纳米结构掺杂炭材料研究尤为活跃.氮杂有序介孔炭材料由于其高比表面积和独特的孔结构,在燃料电池技术上具有广泛的应用前景.在氮杂有序介孔炭材料的制备过程中,热解条件对炭材料组成、结构及电催化性能有着重要影响.然而,目前尚未见对氮杂炭材料制备过程中热解条件的影响进行系统研究.本文采用我们发展的蒸汽化-毛细管冷凝法,以SBA-15为硬模板浸渍前驱体吡咯,制备出具有高比表面积和独特孔结构的氮杂有序介孔炭材料,系统研究了热解条件(包括热解温度、热解时间和升温速率)对炭材料组成、结构及电催化性能的影响,采用N2吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱(XPS)及Raman光谱等方法考察了氮杂有序介孔炭材料的结构和组成,采用循环伏安法与旋转环盘电极研究了其电化学行为与氧还原反应电催化活性及选择性.N2吸附-脱附等温线显示,氮杂炭材料对应IV型吸附-脱附等温线,孔径主要分布在2–10nm,表明所制材料具有介孔结构.随着热处理温度升高,氮杂有序介孔炭材料比表面积先增加而后降低,热处理时间的延长有利于比表面积增大,但升温速率对所制炭材料比表面积没有明显影响,当升温速率为30℃/min,900℃焙烧3h时,氮杂有序介孔炭材料的比表面积达到最大值888m2/g.XPS测试结果表明,随着热处理温度升高,氮杂有序介孔炭材料中含氮基团的分解进一步加深,使N含量逐渐降低.延长热处理时间亦然,而升温速率的改变对N含量无明显影响.在热处理温度较低时(600℃),所得材料中N主要以吡咯氮和吡啶氮的形式存在;当温度达到800℃以上,吡咯氮转化为吡啶氮和骨架氮,且主要以骨架氮形式存在,说明氮杂有序介孔炭材料的石墨化程度逐渐升高.Raman光谱结果显示,随着热处理温度升高,I D/I G逐渐降低,进一步印证了温度对石墨化程度的影响.电化学测试结果表明,随着热处理温度升高,氮杂有序介孔炭材料的氧还原反应电催化活性逐渐升高,但是当热处理温度从900℃升至1000℃时,氧还原反应活性增加很小;升温速率与热处理时间对氧还原反应电催化活性的影响均不明显.与商品Pt/C催化剂相比,900℃以上所制催化剂均表现出更优异的氧还原电催化活性与选择性.由此可见,热处理温度是决定碳源热化学行为的关键因素,进而决定炭材料表面组成与结构.电化学研究结果表明,800℃以上进行热处理碳化,所生成石墨化微晶可有效促进电子传递,降低欧姆极化损失,同时,较高的处理温度可促进骨架氮掺杂,从而构建出高效氧还原反应活性位点.因此,氮杂型炭催化剂的组成、结构与电化学性能更多地受控于热处理过程中的热力学,而非热解动力学过程.

不同原料和热解条件制备的生物炭的性质及其对Cu^(2+)、Cd^(2+)的吸附效果

针对愈发严重的水体重金属污染,通过灌溉重金属流入农田严重影响农产品质量安全的问题,以南方区域农业废弃物水稻秸秆(RSC)、谷壳(RHC)和中药渣(HRC)为原料制备生物炭,研究不同原料、不同热解温度(300,500,700℃)、不同热解时间(2,3,4 h)条件下制备生物炭的理化性质及其对重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果。结果表明,热解温度对生物炭的理化性质及其对重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果存在显著影响,而热解时间对其无显著影响。生物炭的灰分含量、pH和P含量均随着热解温度的升高而显著增加,产率和N含量显著降低;生物炭对重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附量和去除率随着热解温度的升高显著提高;生物炭对重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附量与其本身的灰分含量、pH以及P含量存在显著的正相关性。3种原料制备的生物炭对重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果由大到小总体表现为:RSC、RHC和HRC,且对Cd^(2+)的吸附效果大于Cu^(2+)。综合来看,热解温度为700℃时制备的RSC对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果好,最大去除率分别达99.88%和99.14%。

热解条件对褐煤汞析出和汞形态分布的影响

将固定床程序热解装置与Hg0在线分析系统耦合,考察了热解条件对XLT褐煤热解过程中汞的析出规律和形态分布的影响.结果表明,在热解温度为800℃时,XLT褐煤中汞的释放率均达到92%以上,载气流量和粒径大小对煤中汞的释放几乎无影响.热解温度是影响煤热解过程汞释放的主要因素,Hg0是热解气中气态汞的主要存在形态.随着热解温度的提高,汞释放率的增加幅度逐渐变缓,元素汞在气态汞中的比例稳定在90%以上.在热解终温为500℃时,停留时间对汞释放率的影响主要体现在0~20 min,对气态汞的形态分布影响不大;较高的升温速率使煤中汞的释放产生滞后现象,却能促进煤中汞的释放,提高Hg^2+在气态汞中的比例;快速热解可以提高挥发分释放速率,从而提高汞的释放率和Hg^2+含量,同时有效地改善热解半焦的孔隙结构;热解气氛中引入少量氧气能够有效降低含汞化合物的分解温度,减弱还原气体对Hg^2+的还原性,从而提高汞的释放率和Hg^2+含量.

热解条件对硫酸钙/污泥基生物炭中Pb、Ni形态分布及生态风险的影响

以污泥为原料,硫酸钙为添加剂,采用热解法制备了硫酸钙/污泥基生物炭,考察了硫酸钙添加量、热解温度、升温速率及保温时间对生物炭中Pb、Ni形态分布的影响,并利用生态风险评价指数(RAC)对优化热解条件下制备的硫酸钙/污泥基生物炭中的Pb、Ni进行了生态风险评价。结果显示,优化热解条件为:硫酸钙添加量2.5%(质量分数)、热解温度750℃、升温速率2℃/min、保温时间15min。该优化热解条件下制备的硫酸钙/污泥基生物炭中的重金属Pb、Ni的生态风险分别为无风险、低风险,相对于污泥(低风险、中等风险)明显降低。

热解条件对西湾煤流化床加压热解的影响

在流化床加压热解装置中,考察了温度、压力、气氛等条件对西湾煤热解特性的影响。结果表明:在600℃,50%CO2+50%H2气氛条件下,热解压力由1.0 MPa升至4.0 MPa,受高氢分压作用较多的氢分子参与自由基的加氢饱和以及高压促使挥发分发生二次反应的双重作用,焦油产率先增加后缓慢降低,在低压(1.0 MPa)时的焦油产率为15.87%,半焦产率为70.32%,煤气产率为11.34%;在高压(3.0 MPa~4.0 MPa)时的焦油产率为13%~14%。相比于100%N2气氛,100%CO2气氛和50%CO2+50%H2气氛下的焦油产率分别增加1.10%和4.52%,半焦产率分别减少3.65%和8.87%,煤气产率减少0.27%和1.45%。加压下挥发分与半焦发生沉积和再聚合的二次裂解反应,热解压力由1.0 MPa升至4.0 MPa时,焦油中碳元素质量分数由80.80%增加至82.15%,氢元素质量分数由7.56%增加至7.92%。焦油中长链脂肪烃含量降低,C9~C12烃类含量增加;同等重量馏分对应的温度前移约10℃~50℃,加氢后焦油在一定程度上轻质化。

热解条件对西湾煤与秸秆流化床加压共热解的影响

在流化床加压热解装置中考察温度、压力、气氛和生物质掺混比等条件对西湾煤与秸秆共热解特性的影响,结果表明:在600℃,0.3 MPa,100%N_(2)气氛条件下,随着生物质掺混比增加,共热解油产率先增加后降低,实验值均大于计算值;当生物质掺混比为30%(质量分数)时,共热解油的实验值达到最大(16.90%),高于计算值(13.05%);热解压力由常压升至1.0 MPa时,受高氢分压作用下较多的氢分子参与自由基的加氢饱和作用,共热解油产率先增加后降低,在0.3 MPa时共热解油产率达到最大(17.90%);100%(体积分数,下同)N_(2),100%CO_(2)和50%CO_(2)+50%H_(2)气氛下的共热解油产率分别为16.73%,16.55%和16.07%;与焦油相比,共热解油的密度变化不大,在元素中碳的质量分数由79.32%降低至71.80%,硫的质量分数由0.60%降低至0.31%,n(H)/n(C)增加;共热解油中脂肪烃、芳香烃和含氧化合物的质量分数降低,酚类组分的质量分数增加,三环及以上的多环产物裂解为小分子化合物,油品质量得到改善。

热解条件对秸秆生物质炭性质的影响研究

为优化秸秆生物质炭的制备工艺,以小麦和玉米秸秆为原料制备生物质炭,研究不同热解温度和热解时间对秸秆生物质炭性质的影响。结果表明,同样热解温度(400℃、450℃和500℃)条件下,不同热解时间(0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 h)的秸秆生物质炭pH值均为碱性。随着热解温度升高,秸秆生物质炭产率和有机碳含量下降,pH值表现为逐渐升高的趋势。与热解时间相比,热解温度对生物质炭性质的影响更为显著。热解温度为400℃时生产的秸秆生物质炭更有利于农田土壤理化性质的改善,提高土壤肥力。

热解工艺条件对生物炭活化过硫酸盐性能的影响

以农业废弃物小麦秸秆为原材料,采用限氧热解炭化法制备了不同温度和含氧量条件下的生物炭,通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)测试研究其微观结构,酸碱滴定法测定生物炭表面的含氧官能团含量,并以盐酸四环素溶液为模拟废水,研究不同热解工艺条件(温度、含氧量)对生物炭吸附及活化过一硫酸盐(PMS)降解盐酸四环素性能的影响。结果表明:在热解温度500℃、高氧条件下制备的生物炭对盐酸四环素的去除性能最佳。热解工艺条件对生物炭表面含氧基团、吸附性能及活化PMS性能都有显著影响。研究结果为生物炭的制备及应用提供了有价值的探索与尝试。

热解条件对废电路板真空热解规律的影响

采用自行设计的间歇式固定床真空热解中试装置对废线路板进行了真空热解试验;研究了物料尺寸、热解终温、升温速率、真空度及恒温时间等热解条件对热解产物产率分布的影响和废线路板真空清洁热解过程的规律.试验结果表明,热解条件决定废线路板的真空热解规律,热解终温是影响热解产物产率分布的最重要的热解条件,其它热解条件对热解产物产率分布也有一定影响.在物料尺寸为50mm×50mm、热解终温为550℃、加热速率为10℃.min-1、热解压力为20kPa及恒温时间为60min的热解条件下,有利于降低热解固体产物产率,同时有利于提高热解液体产物产率和减少处理费用.

热解条件对废旧电路板真空热解油的成分的影响

采用GC/MS检测,研究最终温度（400、500和600℃）和升温速率（5、10和15℃/min）对废旧电路板真空热解油的成分的影响。研究表明,最终温度过高（600℃）、升温速率较小（5℃/min）或较大（15℃/min）都不利于热解油的形成,反而增大不凝气的产量。升高最终温度会增强较低碳数物质的热解效果,产生更多的不凝气;但同时也会限制较高碳数物质的热解,出现较多的环化、聚合反应生成结构复杂的物质。升温速率较高（15℃/min）,会产生大量不饱和物质,其在后续发生环化、聚合等反应,生成更多的C14~C18,C6~C9含量则大幅下降。从热解油产量和GC/MS检测结果看,升温速率为10℃/min、最终温度为500℃和恒温1 h,热解充分,热解油C6~C9含量高,有较高的综合利用价值。

热解条件对生物炭性质和氮、磷吸附性能的影响

以橡木为原料,在不同的热解终温、升温速率和恒温时间下制备生物炭.对生物炭产率、p H、元素组分、工业组分、比表面积、红外光谱等理化特征进行分析,并考察生物炭对水溶液体系中NO-3-N、NH+4-N、PO3-4-P的吸附性能.结果表明:生物炭的产率受热解终温影响最大(极差:54.57%),恒温时间次之(极差:1.16%),升温速率最小(极差:0.42%).随热解终温、升温速率和恒温时间的增加,所得生物炭的p H和C含量增加,而H和O含量降低.热解终温对生物炭表面官能团影响较大,升温速率和恒温时间基本无影响.生物炭对氮、磷的吸附性能主要受热解终温影响.NO-3-N的吸附量最大可达2.80 mg·g-1(600℃),且随热解终温的升高呈指数增加.比表面积、表面碱性官能团和表面金属氧化物与NO-3-N吸附有关.随热解终温的增加,NH+4-N吸附量降低,最大吸附量为3.12 mg·g-1(300℃).阳离子交换量(CEC)是影响NH+4-N吸附的主要因素.PO3-4-P吸附量随热解终温的增加呈先增后减的趋势(在500℃达到最大,为9.75 mg·g-1),且吸附过程主要受生物炭表面碱性官能团和表面金属氧化物的影响.