城市生活垃圾热解特性的TG-DSC分析

Seven typical components in municipal solid wastes (MSWs)--paper,food,textile,wood,straw,plastic and rubber were chosen as the thermogravimetric analysis samples in this paper to study the pyrolysis characteristics. By the thermogravimetry and differential scanning calorimetry (TG-DSC) analysis,pyrolysis characteristics of MSWs’ components and pyrolysis endothermal enthalpy were obtained.The kinetic parameters of pyrolysis were determined with the Doyle method and a multi-stage first order pyrolysis model was proposed.The simulated results by this model showed good agreement with the TG experimental data.The pyrolysis characteristics provide significant parameters to a new concept of circulating fluidized bed incinerator,which can simultaneously restrain the high-temperature HCl corrosion and emission of dioxins.

阳极炭渣燃烧动力学研究

阳极炭渣是铝电解过程中产生的有害固体废物,企业多通过火法工艺燃烧炭来回收其中的电解质,但处理过程存在燃烧不充分、电解质回收率低、燃烧动力学不清晰问题。本文采用TG-DSC分析及动力学分析研究阳极炭渣燃烧性能及动力学控制条件,分析升温速率对燃烧过程的影响规律,得到如下结论。升温速率对阳极炭渣的燃烧影响较大,当升温速率为30 K/min,着火温度和最大失重温度分别升高至525.79℃和1085.79℃,最大失重速率降低至0.22%/℃,可燃性指数C降低,着火指数C_(i)增加,着火时释放热量升高至790.38 kJ/g;阳极炭渣电解质含量高,导致颗粒表面和内部温度不同步,着火模式为非均相着火,不受升温速率的影响;Coats-Redfern积分法计算结果表明,阳极炭渣在温度476~886℃的燃烧拟合结果符合化学反应函数模型g(α)=(1-α)^(-1/2),限制性环节主要由化学反应控制;在温度886~1100℃的燃烧拟合结果符合一维扩散积分函数模型g(α)=α^(2),限制性环节主要由扩散控制。

基于化学分析的水泥浆体中游离氧化钙的水化反应

基于化学分析与TG-DSC分析有机结合,面向以CaO为关键组分的水泥浆体中的游离氧化钙,进行了水化反应研究。结果表明,在水泥浆体中,膨胀熟料游离氧化钙的反应速度非常快,处于恒温状态时,水胶比0.4的水泥浆体中添加水进行搅拌,2h之后,游离氧化钙水化反应可达到将近30%,在24h之后,水化反应可直接超出50%,在7d之后,水化反应便可完全完成;葡萄糖酸钠缓凝剂可在一定程度上延迟膨胀熟料游离氧化钙的水化反应,但是效果并不显著。

某住宅项目混凝土爆裂检测分析及处理

某住宅小区混凝土骨料中混入了石灰颗粒,浇筑一段时间后出现爆裂现象,由于涉及结构安全,各相关方高度重视。通过现场勘查分析、构件外观质量检测及内部缺陷检测、爆点物质鉴别、芯样CT扫描及安定性测试、石子碱活性测试等,经各方综合论证后认为:主体结构混凝土强度满足要求,基本不影响混凝土结构的安全使用;同时基于混凝土结构耐久性及构件适当补强考虑进行技术处理。最终针对此次质量事故确定了稳妥、合理的处理方案,效果良好。

高压-工频电加热裂解油页岩技术室内试验及氧的驱动效应分析

高压-工频电加热原位裂解油页岩是吉林大学与俄罗斯托木斯克理工大学合作研究的具有占地面积小、污染小、工艺简单等优点的油页岩开采技术。先对油页岩使用高压电击穿,再使用电加热的二步法,可以达到快速裂解油页岩的效果。为了确定裂解油页岩的工艺参数,以及更好地掌握高压-工频电加热裂解油页岩技术,本文对油页岩在有、无氧气条件下的裂解过程进行了热分析试验。试验表明,在有氧与无氧加热条件下,都可完成油页岩的裂解,且裂解过程是相同的,都属于二段式裂解过程。氧在油页岩加热裂解时具有驱动作用,可以降低油页岩的裂解温度、节省能量、提高裂解速度。

3D硬金产品物性分析及测定方法对比

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和TG-DSC综合热分析仪等手段,研究了3D硬金产品的物理性能,并对比了X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法及火试金灰吹法等3种方法对3D硬金产品中金量测定结果的差异。结果表明:由于方法原理不同,导致同一硬金产品采用不同方法测定时的结果差异较大,测定结果呈现出X射线荧光光谱法>电感耦合等离子体原子发射光谱法>火试金灰吹法,推荐采用火试金灰吹法测定。

机械加工伴生粉尘爆炸危险性分析

为客观认识打磨、抛光、切削等不同机加过程中粉尘爆炸危险性,开发一种既使用哈特曼管也使用20L球形爆炸测试装置改进的粉尘爆炸筛分测试方法。用此法对常见机加过程产生的85种铝及铝合金粉尘样品展开测试。分析不同加工方法对粉尘爆炸性的影响,使用X射线荧光法(XRF)分析粉尘在不同铝和铁含量下的爆炸性差异。利用热重分析-差示扫描量热法(TG-DSC)研究铝粉尘氧化程度和粉尘爆炸性的关系。研究表明:用所改进的方法,可将粉尘分为易爆、可爆、未爆等3类;抛光、打磨等机加过程粉尘爆炸危险性较高;各工业粉尘样品中易爆粉尘大多有40%以上铝含量或70%以上铁含量,可爆粉尘大多有40%以上铁含量;铝粉尘的爆炸危险与其氧化程度负相关,当单质含量小于5.0%时铝粉尘已不再具有爆炸危险性。

LLM-105基PBX炸药的热分解反应动力学

通过布氏压力计法获得了普通的和纳米化的LLM-105基PBX炸药在不同温度条件下热分解放气量随时间的变化曲线。基于Arrhenius公式计算了两种PBX炸药分解深度为0.1%时的表观活化能。采用TG-DSC研究了两种LLM-105基PBX炸药的非等温热分解反应动力学。结果表明,由Arrhenius公式得到的普通和纳米化的LLM-105基PBX炸药在分解深度为0.1%时的表观活化能分别为74.67和138.09kJ/mol。利用Kissinger法计算获得两种LLM-105基PBX炸药在最大分解速率(分解深度约50%)下的表观活化能分别为389.26和215.73kJ/mol,与Ozawa法计算结果相吻合。升温速率趋于零时的特征分解峰值温度分别为606.94和586.48K,热爆炸临界温度分别为615.0和600.4K。相对于普通LLM-105基PBX炸药,纳米化LLM-105基PBX炸药热分解具有更高的反应活性,热感度也有所提高。

固相反应法制备纳米铈锆复合氧化物

以碳酸铈、碳酸锆、草酸为原料,机械力促进固相反应法制备了纳米级铈锆复合氧化物(CexZr1-XO2)。用TGDSC分析前驱体的热分解温度,通过XRD、TEM、BET等测试手段对产物进行了表征。结果表明:所得产物为单一的立方晶系固溶体,平均粒径<40nm,比表面积达98m2/g。采用中低温固相反应法制备纳米级铈锆复合氧化物无需溶剂,无废液且节能。

浅谈生料中非燃料碳含量及可燃物燃烧热值测定方法

结合现行国家标准和行业规范,通过生料中非燃料碳含量、可燃物燃烧热值测定方法结果对比,优化并分析差异,确定出合理的检测方法:非燃料碳含量检测用元素分析法,日常监测用灼烧减量校正法B;可燃物质含量和可燃物燃烧热值测定采用TG-DSC热分析法,可以有效避免点火困难、喷溅等情况发生。并计算出公司生料中的非燃料碳排放和回转窑系统热平衡测定中生料可燃物质燃烧热,为工艺优化、质量监控及能源管理策略调整提供准确的数据支持。

氯氧镁水泥及其对镁质浇注料力学性能的影响

采用XRD和TG -DSC分析方法研究了氯氧镁水泥的相组成和加热相变化 ,并研究了氯氧镁水泥结合剂对镁质浇注料热处理后常温抗折强度的影响。结果表明 :采用电熔镁砂和MgCl2 ·6H2 O为原料生成的氯氧镁水泥 ,是由氯氧镁凝胶和少量的5Mg(OH) 2 ·MgCl2 ·8H2 O(简称 5·1·8)晶相组成的 ;加热时经过脱水反应和分解反应 ,5 0 0℃以后氯氧镁水泥的分解反应完成 ;所生成的氯氧镁水泥能明显提高镁质浇注料的烘干抗折强度 ,但生成过多的氯氧镁水泥时 ,其在烧成过程中的分解反应又会引起材料烧后 (16 0 0℃ 3h)抗折强度的降低 ,故材料中MgCl2 ·6H2 O的最佳加入量为 2 % (质量分数 )

基于沸石类矿物的沥青路面低温季节施工技术研究

优选一种4A类沸石粉为研究对象,对其微观结构、热学特性、温拌改性机理进行研究与分析,对其温拌改性效果和沥青混合料的路用性能进行试验。结果表明,沸石粉矿物能够有效降低击实温度约15℃,混合料的各项路用性能良好,可以作为温拌改性材料使用。制定合理、高效的施工组织方案和不同地表温度区间的温度控制方案,在某省路面铺装施工中得到成功应用,解决了冬季低温施工的技术难题。

肥煤自燃全过程热动力学特征参数研究

实验测定了林西矿肥煤样品30~900℃煤自燃全过程热动力学特征参数,得出:TG/DTG曲线显示煤样DTG初始临界温度45℃,干裂温度122℃,活性温度195℃,增速温度265℃,质量极大值温度342℃,着火温度465℃,最大热失重速率温度515℃和燃尽温度690℃;DSC曲线显示,煤样初始放热温度60℃、最大热释放速率温度511℃。结合TG-DTG-DSC曲线综合分析可知,煤温达到510℃左右时煤样反应最剧烈。由煤自燃标志气体测定实验系统得出:煤温130℃后CO,CO 2释放量迅速增加,210℃增加速度下降;CH 4,C 2 H 6含量变化具有规律性且两者变化相近;C 2 H 4出现温度为130℃;C 2 H 4/C 2 H 6比值在190~350℃有较强的规律性,呈上升趋势且上升速度较快;350℃之后,CH 4,C 2 H 6,C 2 H 4体积分数均开始急剧增大;C 2 H 4/CO与C 2 H 4/CO 2变化趋势大致相同,在130~350℃时缓慢增长,达到350℃后比值呈指数形式上升。经拟合曲线,得到活化能的3个突变点温度:70,180,220℃,其中180℃与交叉点温度相吻合。通过以上研究,得到了肥煤自燃全过程的热力学特征参数,为实际生产中防治煤自燃提供了理论依据。

不同变质程度煤样氧化自燃热特性试验研究

为探究煤在氧化自燃过程中的热特性,采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱试验分析煤样中官能团种类和含量的差异性,结合热重分析-差式扫描量热法(TG-DSC)联用试验,分析煤样在自燃过程中失重量、放热量等参数,建立动力学方程并求解,得到煤样的活化能值E和指前因子A。研究结果表明:不同变质程度煤分子中官能团种类相似,低变质程度煤样中的羟基、脂肪烃、含氧官能团含量多于高变质程度煤样;高变质程度煤的TG、DSC曲线较低变质程度煤的曲线发生偏移出现滞后性,煤氧复合速率减缓,失重量减少,放热量增加;在增重阶段,高变质程度煤的指前因子最小;而燃烧阶段,高变质程度煤的活化能与指前因子相较于低变质程度煤均增大,发生自燃需要更多的能量。

预制铁酸钙技术对钒钛磁铁矿烧结行为的影响

针对钒钛磁铁矿在烧结过程中的成品率低、强度差、能耗高等问题,提出了预制铁酸钙烧结新技术,并通过压块焙烧试验和热分析测试揭示该技术的可行性及理论依据。结果表明,随着预制铁酸钙替代生石灰比例增加,焙烧产物微观形貌由粒状结构向熔蚀结构转变,四元复合铁酸钙(SFCA)含量增加,钙钛矿含量降低,有利于焙烧过程的液相生成,烧结孔洞熔合程度增大,平均孔隙率从42.9%下降到36.2%,促进基体的致密化。升温过程中铁酸钙液相的生成可分为三个反应,根据生成温度由低到高依次为CF+CF_(2)→L的共熔反应,SFCA-I及SFCA的熔化分解反应;预制铁酸钙的加入可降低初始液相的产生温度,整体提高烧结液相量,提高比例约9%;预制铁酸钙技术可促进铁氧化物向初始液相中熔解,增加铁酸钙含量,促进固-液同化反应。

CaCO3分解对熔剂性球团强度的影响

铁精粉在预热、焙烧过程中会伴随着热量的变化,这一行为会影响球团矿的抗压强度。为探究熔剂中CaCO3分解对熔剂性球团强度的影响机理。通过TG-DSC分析技术,研究铁精粉、不同铁精粉混合、铁精粉与熔剂混合交互作用下的热量变化规律,以及热量变化对球团矿抗压强度的影响,建立热量变化与焙烧温度的匹配关系。通过调节焙烧温度、焙烧时间使熔剂性球团达到普通酸性球强度。结果表明,铁精粉之间的交互作用并不明显;在700~850℃铁精粉与石灰石粉发生交互作用,磁铁精粉的氧化反应对石灰石的分解有一定的促进作用,TG曲线的试验值较理论值出现前移;石灰石分解行为对磁铁矿球团氧化固结的抑制作用明显,可以通过延长焙烧时间使熔剂性球团达到普通酸性球强度;在提高焙烧温度后,熔剂性球团强度明显增强,相较于普通酸性球团增加约50N/个(球)。