氯化铈液滴在喷雾焙烧反应器热解过程的数值模拟研究

Ruthner型喷雾焙烧反应器具有节能、环保和副产物可回收利用等诸多优点,其已被广泛应用于回收钢铁工业酸洗液,但在CeO_(2)颗粒制备领域还没有应用。当前对实心球形CeO_(2)颗粒的需求不断扩大,使得应用Ruthner型喷雾焙烧反应器规模化生产CeO_(2)颗粒具有诱人的前景。由于焙烧反应过程难以通过试验表征,使用ANSYS Fluent仿真软件对焙烧反应过程进行仿真模拟,可直观表现出CeCl_(3)热解生成CeO_(2)颗粒的过程。本研究首先通过热重试验,验证了铁元素的氯化物和铈元素的氯化物的热解过程完全一致,只是温度不同:CeCl_(3)液滴在200℃时完全失去自由水,在500℃时完全反应;FeCl_(2)液滴在180℃完全失去自由水,在420℃时完全反应;FeCl_(3)液滴在160℃完全失去自由水,在410℃时完全反应,因此使用处理酸洗液的反应器生产CeO_(2)颗粒理论上可行。进一步,通过使用仿真软件包中的两相流、组分输运等模型,探究反应器内温度场、速度场和浓度场等分布,结果表明在反应器内部,某区域内温度越高,对应的气流、颗粒运动速度就越快。

重金属元素在煤热解过程中的分布迁移规律

针对大同煤、神府煤和新汶煤 ,进行热解实验 ,计算了煤中五种重金属元素砷( As)、镉 ( Cd)、铬 ( Cr)、汞 ( Hg)和铅 ( Pb)在热解三相产物中的分配比例 .进行正交设计实验 ,研究了热解终温、热解升温速率及煤中的灰分含量对重金属元素在热解反应中的分布、迁移的影响 ,发现热解工况和灰分含量对重金属元素在热解产物中的含量有相关性 .采用三变量相关分析法 ,建立了重金属元素在热解产物中的回归模型 ,用该模型对不同热解产物中的重金属含量的实测值进行预报 。

煤热解过程中无机有害元素的变迁规律

在自行设计的加压密闭快速热解反应器中研究了神华和义马煤中Na、K、Pb和Mn等无机有害元素在氮气条件下随温度 (3 0 0℃～ 70 0℃ )的变化规律 ,进一步考察了热解气氛 (氮气、氢气和二氧化碳 )、压力对神华煤中这4种元素逸出规律的影响 .结果表明 :Na、K、Pb和Mn等元素在半焦中的残留量随温度的升高而减少 ,减少量随煤种而异 ,如在 70 0℃时 ,神华煤中Na、K、Pb和Mn的析出率分别是义马煤的 3、4 2、1 4和 2 4倍 ;低压快速加氢热解有利于这 4种元素的逸出 .Pb是挥发性最强的元素 ,与热力学计算结果一致 .

生物质的热解过程及其动力学规律

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(稻秆、麦秆、玉米秆)和其衍生物木质素、造纸废液颗粒等的热解过程及其动力学规律进行了研究.实验中加热速率分别为10,20,30℃/m in,终温为850℃.热解在氮气气氛下进行,并用高纯氮气作为保护气体.实验结果表明:天然生物质的非等温热解只有1个剧烈失重阶段,而木质素和造纸废液颗粒存在2个剧烈失重阶段.生物质比煤的热解起始温度低,热解速度快.随升温速率的提高,生物质的最大热解速度提高,对应的峰值温度升高,最终失重率呈下降趋势.生物质的热解机理满足三维扩散Jander方程,且随着升温速率的提高,其活化能增大.

几种生物质热解过程的TG-DSC分析

应用热重—差示扫描(TG-DSC)同步热分析仪对小麦秸秆、棉秆、花生壳和白松等生物质进行了热解实验研究。通过对实验所得小麦秸秆的DTG和DSC曲线对比分析,对生物质热解过程进行了详细的探讨。在DSC曲线上扣除水分的影响后,对其积分得出热解过程需热量的规律。实验数据为生物质热解工艺的能量平衡分析和经济性分析提供了参考。这种方法可以推广到其他生物质以及垃圾等热解和燃烧过程的研究中。

煤热解过程气体停留时间的影响

在自制鼓泡流化床反应器上进行了气体停留时间对煤热解过程影响的研究。研究发现焦油产率在气体停留时间为 18.2 s时最高 ,以后随气体停留时间的延长而下降。这是由于两个相反趋势共同作用的结果。在 2 4.4s时煤气中高热值的烃类产量较闹 ,低热值 CO与 H2 总产量较低 ,所以此时煤气热值较高。气体停留时间增加 ,半焦中残留挥发分减少、H/ C下降。通过适当调节载气流量 ,控制气体停留时间 。

白炭黑、B_4C改性酚醛树脂热解过程的红外分析

以白炭黑 (超细 Si O2 )、B4C对酚醛树脂 (Phenol-Formaldehyde Resin,PF)改性后制备的高温粘结剂具有较好的粘接效果。本文借助于红外光谱 (IR)对不同温度热处理后的粘接样品进行结构分析 ,以考察热解过程中的结构变化特点及其与性能间的相关性。

升温速率和水分含量对木屑热解过程和特性的影响

以木屑为研究对象进行热重分析试验,利用TG/DTG曲线分析了木屑热解的基本特性,包括热解区间、最大热解速率对应的温度、不同加热速率和水分含量对热解过程的影响。试验结果表明:木屑的失重过程主要由干燥、预热、挥发分析出和炭化4个阶段组成;随着升温速率的增大,TG和DTG曲线移向高温区,半焦产率降低;水分含量的增大在一定程度上促进了木屑热解反应的进行,使半焦产率升高。

酚类阻燃剂处理杉木热解过程的热动力学研究

抗流失阻燃剂是当前阻燃剂研究开发的一个重要方向。采用TG DTA热分析技术研究了酚类阻燃剂处理杉木热解过程各阶段的木炭产量和热动力学参数。结果表明 ,酚类阻燃剂阻燃处理杉木的产炭量因苯环上取代基不同而不同 ,其阻燃作用的大小顺序为 :氨基 >溴 >硝基。同时具有氮元素和溴元素的二溴硝基苯酚和二溴氨基苯酚的产炭量都大于相应的单取代苯酚衍生物。浸泡实验后 ,磷酸氢二铵的产炭损失率是二溴硝基苯酚的 5倍。阻燃处理后产炭量的增大总是对应于炭化阶段热解反应峰温降低、反应速率常数增大 ,但产炭量的增大程度与这些热动力学参数的改变是负相关的。因此 ,氮和溴的苯酚衍生物不仅对木材具有很强的阻燃作用 ,而且具有很强的抗浸泡能力 ,氮元素的阻燃作用与其在阻燃剂中的氧化态关系极大 ,氮和溴在木材阻燃中存在协同增效作用 ,阻燃处理对木材的吸湿性也有影响。

中澳几种煤热解过程中HCN和NH_3的形成

研究了中澳几种煤热解过程中 HCN和 NH3 的形成。实验在一个固定床和滴落式的反应器中进行。 HCN和 NH3 气体分别用 Na OH溶液和 CH3 SO3 H溶液吸收 ,并用 Dionex 5 0 0型离子色谱测定。研究结果表明 ,随着温度的升高和加热速率的增加 ,煤热解生成 HCN和 NH3 的量相应增加 ,另外气体流速及煤的类型和粒径对生成 HCN和 NH3

聚偏二氯乙烯热解过程的原位红外光谱

聚偏二氯乙烯是一种热不稳定性的高分子材料 ,可作为制备含碳材料的前驱体。以红外光谱在线检测功能实现了聚偏二氯乙烯热分解过程的原位分析 。

两种呋喃树脂热解过程中动力学初探

以聚糠醇（ＰＦＡ）和聚糠酮（ＰＦＫ）两种呋喃树脂为原料进行热解制备了玻璃炭（ＧＣ）的前驱体，研究了前驱体在２５０～６５０ ℃下热解反应的动力学参数，得出了热解过程中的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ 方程分别为ｋ＝ ６８．０３ｅｘｐ （－２６．５１×１０３／ＲＴ）（ＰＦＡ）和ｋ＝３２．７９ｅｘｐ（－２１．３０×１０３／ＲＴ） （ＰＦＫ）。

型煤热解过程的热重分析研究

采用Pyris-1 TGA热重分析仪研究了型煤的热分解过程,探讨了该过程对型煤燃烧特性的影响,并在实验研究的基础上提出了型煤挥发分释放特性指数。

煤泥水热解过程中的能量平衡分析与计算

在分析煤泥水热解过程的基础上,遵循能量守恒原理,将热解过程中的能量转化过程看成一个系统,进行了能量转化分析和能量平衡计算。并在此基础上,根据开滦吕家坨煤泥水热解产物的产率,以及对热解焦的工业分析结果,进行了吕家坨煤泥水热解过程中能量平衡的实际计算,结果得出煤泥水热解过程是要向外界放热的,对煤泥水热解的研究应考虑对产物废热的回收。

煤热解过程中气态硫及气态烃逸出的同步在线分析

建立了一种简单的在线同时检测煤热解过程中气态硫及烃类逸出的方法-TPD FPD＆FID。检测装置由可实现程序升温的微型热解反应器(TPD)、在线的火焰光度检测器和火焰离子化检测器(FPD)及数据采集系统构成,数据处理方法简单。应用此方法对神木煤进行了分析,得到了其气态硫及烃类逸出的动态特征。并通过对比实验验证了此方法的准确性及重复性。

腺苷的热解过程及其热分解非等温动力学(英文)

目的 :研究了腺苷的热解过程及非等温动力学 .方法 :采用了 TG- DTG热重仪与红外技术测定腺苷的热解曲线 ,用Ozawa多升温速率法以及 Achar微分法和 Coats- Redfern积分法确定热分解函数 .结果 :由 TG及 IR解析了热解过程并得到动力学参数活化能 E、指前因子 A.结论 :腺苷的热解产物为腺嘌呤 ,第 1步热分解动力学表达式为 :dα/ dt=Ae- E/RT2 (1-α)[- ln(1-α) ]1

废轮胎流化床热解过程微观孔结构(孔径分布)变化研究

以流化床反应器为主体对废轮胎热解半焦微观结构的变化进行了研究。主要研究了热解温度、流化状态(床料粒径、流化数)对热解半焦的孔径分布的影响。结果表明,低温下热解所得半焦,200 μm左右的大孔比例很大,中小孔径系还没有得到充分发展。升高热解温度使大孔被破坏,同时中小孔孔系大量形成,使得整个半焦的孔结构以中孔为主,这样得到的半焦将有利于其作为生产吸附大分子污染物吸附剂的前驱物。采用0.135～0.304 mm粒径的床料,改变流化数对半焦的孔结构没有明显的影响,较小流化数也可以得到中孔比例很大的半焦。

聚碳硅烷PC—P不熔化纤维的热解过程

聚碳硅烷PC—P是制备力学性能优异的低电阻率碳化硅纤维的先驱体。利用IR、TG、凝胶含量分析等手段研究了聚碳硅烷PC—P不熔化纤维的热解过程。研究表明 ,聚碳硅烷PC—P不熔化纤维高温热解过程与PCS不熔化纤维类似 ,但在 30 0℃左右存在明显的自交联现象 ,使PC—P不熔化纤维的凝胶含量迅速增加 。

煤中氮在热解过程中释放规律的数学模拟

以化学渗透模型 ( CPD)为基础构建煤的结构 ,以实验数据为基础 ,通过对煤中氮在热解阶段反应历程的描述 ,以及对 NOx 的主要前驱体 HCN和 NH3 生成的动力学表达 ,建立了煤热解阶段氮释放的模型 .将模型的计算结果与五种煤在管式固定床反应器中热解阶段形成 HCN和NH3 的测定结果进行比较 .研究发现 :模型能够相对准确的预测 HCN形成 (误差在 2 0 %以内 ) ,但由于没有考虑惰质组的影响 ,对部分煤 NH3 的模拟误差较大 (甚至超过 5 0 % ) .模型也表达出在快速热解条件下随温度升高 ,HCN和 NH3 的生成量增加 ;随煤阶增加 ,HCN生成量减少 ;随惰质组含量增加 ,NH3 的生成量增加的释放规律 .

考虑热解热的大颗粒煤热解过程计算模拟

流化床中煤的热解，小颗粒煤和大颗粒煤经历不同的机理．本文考虑了热解热效应对煤颗粒温度分布和挥发物析出的影响，应用第一类边界条件对流化床中大颗粒煤的热解规律进行了计算模拟，并与以前的实验结果进行比较。