垃圾中典型组分热重分析研究

采用热重分析法研究了不同升温速率下垃圾中典型组分的热失重行为.根据热重分析曲线和实验数据,对不同加热速率条件下垃圾中典型组分的热失重行为进行了比较分析,结果表明,随着升温速率的加大,典型组分TG曲线对应的温度升高.DTG结果与组成成分的性质相关,橡胶塑料类的最大失重速率随着升温速率的加大而升高.纸类不同升温速率下对应的最大失重速度变化不大.     

废弃植物中药渣的热解特性及动力学研究

采用热重分析法(TGA)对丹参中药渣的热解特性及其动力学规律进行了研究。分析了不同升温速率(10、30和50℃/min)和不同粒径(0.85~0.6、0.3~0.18和0.125~0.1 mm)药渣的热解特性。结果表明,药渣热解可分为3个阶段:预热干燥阶段、主热解阶段和碳化阶段,随升温速率的升高,热重(TG)和微分热重(DTG)曲线向高温侧移动,药渣的最大失重速率也显著增加;与大颗粒相比较小颗粒的挥发分产量较大。采用Coats-Redfern法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对药渣热解的动力学进行分析,选出了较为合理的机理函数,并计算得出药渣热解活化能为62~72 kJ/mol。     

灰色预测模型及分布活化能模型在废电路板热解中的应用

分别在管式炉反应器和热天平上对废电路板的热解行为进行实验研究。在管式炉反应器上考察了在同一升温速率（20 K/min）下不同热解终温 (400、500、600、700和800℃) 对废电路板热解产物产率的影响。在相关实验数据的基础上尝试用灰色理论及方法建立基于热解终温的废电路板热解灰色产率预测模型GM(1,1),预测结果与实验数据对比表明,该预测模型精度较高,能够较好地对不同热解终温下废电路板热解产物产率进行预测。此外,在热天平上获得的不同升温速率（10、15和20 K/min）下的热失重曲线表明,废电路板的失重速率峰随升温速率的提高逐渐向高温侧移动。采用分布活化能模型对废电路板热失重曲线进行动力学分析,获得废电路板热解活化能的变化曲线。计算结果表明,废电路板热解过程中活化能并不是单一数值,而是随失重率变化的一个函数。所得废电路板热解活化能值在140～250 kJ/mol范围内变化,当失重率在10%～60%之间,活化能值总体呈缓慢上升的趋势,但当失重率＞60%时,活化能值由155.4 kJ/mol迅速增加到244.4 kJ/mol。     

不同升温速率下城市污水污泥热解特性及动力学研究

利用差热-热重分析法和Coats-Redfern积分法,对杭州某污水处理厂污泥在不同升温速率下的热解特性及反应动力学特征进行研究。实验结果表明,热解温度从室温升至900℃时,污泥热解过程可分为4个失重阶段;升温速率对污泥热解转化率、挥发分析出温度以及最大失重率等热解特性参数都有显著影响。升温速率越高污泥最大失重率越大;而较低的升温速率延迟了污泥热解反应时间,导致污泥失重量相对较大。根据Coats-Redfern积分法计算结果,污泥在氮气氛围下的热解反应为二级反应模式。提高升温速率可显著增加污泥热解的表观活化能和频率因子。     

船舶垃圾燃烧失重特性研究

在不同升温速率和不同O2气氛下对船舶垃圾(CSW)的燃烧特性进行热重分析,并使用不同方法对其进行动力学参数求解。根据船用焚烧炉的特点,选择温度范围为100~1 100℃,结果表明:CSW燃烬物较少,只有6.02%(质量分数);根据微分热重(DTG)曲线,燃烧的温度区间分为3段,其中在200~600℃反应基本完成,在600~800℃反应的物质较少。CSW在气氛O2/N2(体积比)=30∶70下的燃烧性能是3种气氛中最好的。在气氛O2/N2=30∶70下,通过FWO法计算得CSW的平均活化能为162.588kJ/mol,通过KAS法计算得CSW的平均活化能为160.677kJ/mol。     

不干胶废弃物热重分析

为了探索不干胶类包装废弃物的热解特性,采用热重分析手段分析了不同升温速率条件下不干胶类废弃物的失重特点,并且采用Ozawa法和KAS法比较分析不同转化率条件下的表观活化能分布.热重分析结果表明,不干胶类废弃物的热解主要分为3个阶段:第1阶段(室温～ 200℃)为不干胶类废弃物的干燥阶段,第2阶段(200 ～ 590℃)为热解的主要阶段,第3阶段(590 ～800℃)为热解半焦的深度热解阶段.升温速率对热解失重率有重要影响,Ozawa法和KAS法计算结果表明,2种方法计算的热解活化能比较接近,Ozawa法得到的活化能为349.9 kJ/mol,KAS法得到的活化能为336.9kJ/mol;并且不干胶类废弃物的热解表观活化能呈现出阶段性分布.     

燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂再生反应特性的动力学分析

采用热重分析的方法对吸收剂的再生反应进行研究,说明了燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂的制备方法,探讨了在不同升温速率下燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂和纯KHCO_3的再生反应特性。结果表明:燃煤飞灰负载吸收剂的峰值失重速率为0.13~0.73 mg·min~(-1),在升温速率为20℃·min~(-1)时,反应温度区间最小,为94.34℃;采用多种分析方法对吸收剂的受热分解反应进行动力学分析,纯KHCO_3的反应活化能为85.7~92.0 kJ·mol~(-1);燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂的反应活化能为66.2~69.4 kJ·mol~(-1),随着转化率上升,2种样品的活化能均先减小后增大。燃煤飞灰负载钾基吸收剂再生反应的活化能小于纯KHCO_3的活化能,说明将KHCO_3负载于燃煤飞灰上有利于再生反应的进行。     

医疗废物中有机质的热解动力学研究

在空气气氛下,对医疗废物中几种有代表性的有机质进行非等温热解实验。分析实验结果发现,热解失重曲线与N2气氛下不同,出现多个DTG峰。利用Freeman Carroll法求出了各有机质的表观动力学参数,并建立了能较好反映各物料失重过程的表观多步反应动力学模型。针对混合物料无法直接求出表观动力学参数,建立了多组分反应动力学模型。     

印刷电路板基材的热解实验研究

采用热重法对废旧印刷电路板(PCB)在氮气气氛下进行了不同升温速率的热解实验，发现电路板的热解可以分为以下几个阶段：在300℃以下时质量没有什么变化，在300～360℃时质量急剧减少，在360～1000℃时质量减少得比较缓慢。随后本文对电路板的热解进行了动力学回归。研究表明，样品热解反应分为2个阶段，这2个阶段反应过程中的活化能有很大差别，说明这2个阶段受不同的化学反应机理控制。     

印刷电路板基材的热解实验研究

采用热重法对废旧印刷电路板 (PCB)在氮气气氛下进行了不同升温速率的热解实验 ,发现电路板的热解可以分为以下几个阶段 :在 30 0℃以下时质量没有什么变化 ,在 30 0～ 36 0℃时质量急剧减少 ,在 36 0～ 10 0 0℃时质量减少得比较缓慢。随后本文对电路板的热解进行了动力学回归。研究表明 ,样品热解反应分为 2个阶段 ,这 2个阶段反应过程中的活化能有很大差别 ,说明这 2个阶段受不同的化学反应机理控制。     

水平渗滤系统的污染物去除效果及动力学分析

基于人工快渗(CRIS)和水平潜流人工湿地(HSSFCWs)构建了水平流人工渗滤系统(HFCIS),研究了该系统对耗氧有机物(以COD计)、氨氮(NH₄⁺-N)的沿程去除情况和污染物在系统内的垂向分布情况,并进行了动力学分析。结果表明,在水力负荷为0.083 m·d^-1、进水耗氧有机物(以COD计)浓度为220～630 mg·L^-1、NH4+-N质量浓度为13～47 mg·L^-1时,COD、NH₄⁺-N的去除率分别为88.6%和91.9%以上。在水力负荷为0.25 m·d^-1的条件下,进水耗氧有机物(以COD计)和NH₄⁺-N质量浓度分别为613～690mg·L^-1和36～48mg·L^-1时,总去除率分别为95.5%和78.2%以上。水平方向沿程污染物质量浓度呈现逐渐衰减的趋势,污染物降解符合一阶动力学模型,去除速率常数在CR...     

PCB边角料的成分与热重-差热分析研究

在温度为380℃、N₂∶O₂=7∶3（体积比）的条件下,对PCB边角料进行的化学成分分析实验结果表明：4种PCB边角料中SiO₂+CaO+Al₂O₃大约在32%～38%之间,金属含量在22%～28%之间,其余为树脂,大约为45%左右;热重差热分析在氮气气氛、升温速率为20℃/min的条件下进行,其结果为：失重在12%～36%之间,热值在13～19 MJ/kg左右,失重主要发生在300～400℃之间,约占总失重的70%～90%,300℃以下质量基本上没有变化,400～1 200℃之间,质量约占10%～30%：并分析了TG-DTA曲线的影响因素,为工业回收废弃PCB提供了有价值的基础数据。     

废旧晶体硅光伏组件的回收利用

为应对光伏产业的快速发展而产生的废旧光伏组件高效低污染回收利用的问题,对不同气氛下光伏封装材料及背板材料的热失重行为及其产物进行了实验分析;并利用高温箱式炉对晶体硅组件进行热处理回收研究。考察了热处理温度、升温速率以及有无背板对硅晶片回收的影响。结果表明,封装材料和背板材料在空气气氛下均存在2个失重阶段,且最终失重温度为500℃左右。通过高温热处理,能够完全去除背板和封装材料,且能回收完整的表面玻璃。预先去除背板的光伏电池在热处理后的硅晶片完整性明显比未去除背板的光伏组件好。以20℃·min~(-1)的升温速率加热至480℃,得到了高完整性的回收硅晶片。     

废弃电路板中环氧树脂真空热解规律的研究

真空条件下,应用程序升温管式电炉对废弃电路板中环氧树脂热解规律进行了研究.考察了不同的热解终温(200～700 ℃)、升温速率(5～30 ℃/min)、真空度(以压力表征,3～30 kPa)及保温时间(10～150 min)对热解产物产率的影响.实验结果表明,热解终温是影响热解油产率最重要的因素;选择适当的热解终温(400～550 ℃)、升温速率(15～20 ℃/min)、真空度(15 kPa)及保温时间(30 min)有利于提高热解油产率.     

油田压裂返排液的电化学处理

为探究电絮凝和电化学氧化法处理油田压裂返排液的机理,采用响应面法拟合了反应过程,考察了电化学反应动力学、活性物质以及电极板的形貌和成分的变化。结果表明,电絮凝和电化学氧化法的响应面模型相关性显著,精确度和可信度均在合理范围内,在最优实验条件下其对应的COD去除率分别可达88.2%和100.0%;压裂返排液经电絮凝和电化学氧化处理后去除COD的动力学分别适用于零级和一级动力学模型,反应速率常数分别为4.49 mg·(L·min)^-1和0.005 4 min^-1;电絮凝和电化学氧化处理压裂返排液起主要作用的活性物质分别是OH·和O₂·^-;电絮凝反应后,阳极和阴极表面分别附有碳酸钙和絮体有机物,电化学氧化反应后,阳极和阴极表面分别覆盖着致密的有机污染物和钙镁碳酸盐。     

改性牡蛎壳粉/Ce-N-TiO2吸附-光催化降解草甘膦

通过水热法成功制备了改性牡蛎壳粉/Ce-N-TiO₂复合光催化剂,采用扫描电子显微镜、比表面积测试和X射线光电子能谱分析对其微观形貌、物化性质进行表征分析,并研究其在模拟太阳光下吸附-光催化协同降解草甘膦的降解性能。结果表明：改性牡蛎壳粉单独吸附与Ce-N-TiO₂单独光催化叠加理论降解率低于复合光催化剂协同作用降解率,充分证明两者复合后具有良好的吸附-光催化协同作用;在前120 min内复合材料的降解速率明显高于理论叠加曲线的降解速率,光催化降解草甘膦中有机磷的速率常数由1.179×10^-2 min^-1提升至2.441×10^-2 min^-1;在实验范围内,改性牡蛎壳粉/Ce-N-TiO₂吸附-光催化协同降解草甘膦的最佳反应条件为：pH为5、实验温度为35℃、催化剂投加量为1.0 g·L^-1、磁力搅拌器转速为300 r·min^-1、光功率设定为400 W。     

造纸工业污泥燃烧特性及动力学实验研究

在不同升温速率及与其他污泥不同混合比例条件下,利用热重法对造纸污泥和含工业污水污泥进行了实验研究。结果表明,造纸污泥与含工业污水污泥表现出不同的DTG曲线形式,其中造纸污泥固定碳燃烧峰失重较为明显。随着升温速率的提高,造纸污泥的燃烧速率加大,燃尽时间缩短,提高了其综合燃烧特性;加入含工业污水污泥后,造纸着火性能及燃尽性能均得到改善。采用积分法（Coats-Redfern方程）计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数,表明活化能的大小与试样的燃烧阶段是相对应的。     

不干胶废弃物热解焦燃烧特性

采用非等温热重分析和固定床热解实验研究了不干胶废弃物热解焦生成特性及热解焦燃烧特性,并计算了不同升温速率下热解焦的燃烧动力学参数。结果表明,不干胶废弃物热解焦产率随温度升高而逐渐降低,当热解终温在400~700℃时,热解焦产率在34.64%~22.03%之间;空气气氛下热解焦燃烧过程包括3个阶段:挥发分燃烧阶段(390~600℃)、混合燃烧阶段(390~600℃)和残炭燃烧与矿物分解阶段(650℃);升温速率对热解焦燃烧效果作用明显,升温速率越大,燃烧特性指数越高,燃烧稳定性越好;热解焦燃烧过程可以通过3个一级反应描述,当升温速率为40℃/min时热解焦燃烧各阶段表观活化能明显降低,表明升温速率提高有助于热解焦的燃烧反应活性,更有利于燃烧反应的进行。     

餐厨垃圾分选有机废物热解动力学特性分析

针对餐厨垃圾生物处理过程中产生的有机废物,为了实现餐厨垃圾的资源化利用,使用热重分析仪对其典型组分:塑料、骨头及难降解生物质,进行了单独及混合热重(TG)特性研究。结果表明:难降解生物质(BRB)、骨头等生物质类物质失重温度较低,最大失重率温度分别为325和341℃,塑料的失重温度较高,最大失重率温度在475℃;通过对混合物料的热重曲线和动力学分析,在较低温度(400℃),塑料和骨头对热解过程有一定的抑制作用,而在高温(400℃)状态下,二者在热解过程中有协同作用;含有3种组分的实际物料在166~361℃条件下热解过程符合二维相界反应(函数为2(1-α)1/2);而在361~550℃热解符合三级动力学反应(函数为(1-α)3),在整个温度阶段(166~550℃)中的实际活化能低于模拟活化能(59.6986.57 k J·mol-1),表明3种物料混合热解有协同作用。     

不同分子量聚乳酸的异养反硝化脱氮性能及脱氮反应机制

聚乳酸(PLA)是一种发展潜力巨大的反硝化固体碳源。为探究不同分子量PLA反硝化脱氮路径及机制,以不同分子量PLA为固体碳源研究了PLA的静态释碳性能和反硝化脱氮效果,考察了反硝化出水溶解性有机质(DOM)组分和微生物群落结构。结果表明：PLA释碳稳定,在清水和脱氮反应器中出水COD均能稳定在20 mg·L^-1;PLA分子量越低,脱氮效果越好,5 000 g·mol^-1分子量PLA的NO₃^--N去除率和反硝化速率达到100%和1.29 mg·L^-1·h^-1。PLA脱氮路径有2条：一是反硝化功能菌群利用水解微生物分解PLA释放的小分子碳源作为电子供体进行异养反硝化作用;一是微生物利用溶解性微生物代谢产物等有机物进行反硝化脱氮。该研究结果可为PLA固体碳源在反硝化脱氮工艺中的高效应用提供参考。