废晶体硅光伏组件中乙烯-醋酸乙烯共聚物热处理及产物分析

利用热重分析仪和管式炉对废晶体硅光伏组件中的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行热处理实验,研究了EVA的热失重特性及热处理产物。结果表明,EVA在氮气和氧气气氛中均为两个阶段失重,失重温度分别为300~520、250~550℃,最终失重率均在99%以上。经气相色谱—质谱联用分析,EVA在氮气和空气气氛中的热处理气体产物均为二氧化碳和C5以下的烷烃及烯烃,热处理液体产物以长直链的烷烃和烯烃为主,并带有少量的芳香类化合物和醇类物质。     

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。     

热红联用研究废聚氨酯硬泡的燃烧特性

在热重分析仪上对废聚氨酯硬泡在空气中不同升温速率下加热的热失重行为进行了研究,并就升温速率对其热失重行为的影响进行了探讨.结果表明,随着升温速率的提高,废聚氨酯硬泡在空气气氛下热失重时挥发分析出温度(Ts)向高温区偏移,失重速率峰值(DTGmx)显著增大；空气气氛下,废聚氨酯硬泡热失重时有3个失重峰,后2个峰失重率分别约为41.51％和51.96％.同时,结合傅里叶变换红外光谱仪对各条件下的气体产物进行了定性分析,并对主要气体产物的释放规律做了探讨分析.实验发现,废聚氨酯硬泡热解燃烧失重主要阶段的产物种类相似,都检测到了CO、CO2、H2O、三氯一氟甲烷(CFC-11)、烯烃类、烷烃类、醇类、含氯化合物和带有苯环类化合物的特征吸收峰；主要气体产物有相似的析出规律,说明升温速率的变化并未影响到样品在空气气氛下的反应机制.     

报废风机叶片热处理特性及动力学分析

为研究退役风机叶片热处理特性,开展风机叶片的玻璃纤维/环氧树脂风机叶片材料4个不同升温速率(5、10、20、40℃·min^-1)及2种载气氛围(氮气、空气)的热重实验,结合动力学方法对各个反应过程进行研究。热重分析表明玻璃纤维/环氧树脂风机叶片在氮气氛围下存在2个失重阶段,500℃以后质量基本稳定;在空气氛围下存在3个失重阶段,600℃以后质量基本稳定,说明氧气的参与影响了玻璃纤维/环氧树脂的热分解特性。对比不同升温速率下的TG/DTG曲线,随升温速率的提高,TG曲线逐渐向高温方向移动,DTG曲线最大失重率逐渐降低,整个反应过程的质量损失也发生小幅下降。使用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法研究其动力学过程,结果表明在热解和氧化反应条件下用2种动力学模型求解的活化能取值范围分别为135.14～207.24、137.64～207.58 kJ·mol^-1和117.95～172.19、119.31～173.22 kJ·mol^-1,平均值分别为179.30、...     

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.     

废弃印刷线路板最佳分离参数的实验研究

为研究废弃印刷线路板的热解特性,确定金属和非金属分离的热解最佳参数,用差热-热重联用分析仪对FR-4型印刷线路板进行了热失重分析,并对影响废弃印刷线路板中金属和非金属分离效果的升温速率、颗粒尺寸、热解终温和保温时间等主要因素进行了实验研究。结果表明,FR-4型线路板在320~360℃区间热失重速率达到最大值;升温速率越高,热解起始温度、终止温度和失重峰温也越高,显著失重过程持续的时间越长;当热解终温相同时,升温速率对FR-4型线路板的热失重率影响很小。综合考虑FR-4型废弃印刷线路板中金属和非金属的分离效果、热解装置的设计、热解过程的能耗以及运行过程的控制等因素,最佳热解参数建议设定为升温速率为10℃/min,热解终温为500℃,保温时间取30 min为宜。     

初始温度对废轮胎热解的影响

以管式炉热解实验和热重分析为基础,研究了初始温度对废轮胎热解产率及气相产物特性影响。结果表明,初始温度对废轮胎的热解存在重要影响。热重分析结果表明,废轮胎的热解过程存在2个主要失重过程,第一失重温度区间为200～500℃,第二失重温度区间为650～800℃;升温速率仅改变了热解的最大失重速率,并未改变废轮胎最终热解失重率;可通过提高升温速率能够缩短热解反应时间。在初始温度低于100℃时,废轮胎在800℃时热解已基本结束;当终温为800℃、初始温度在100～550℃范围内时,随着初始温度的提高,固、气两相产物产率均提高,而液相产物产率降低;其中气相中H2、CO和CH4的含量高于初始温度小于100℃时的含量;分析认为,可以通过调节热解的初始温度调节废轮胎热解在不同热解阶段的时间分配,适当提高热解初始温度有利于提高整个热解过程中的时间利用效率、改变废轮胎热解产物的分布;废轮胎热解气化的最佳温度区间为500～800℃。     

气氛含氧量对DDT热处理特性的影响

滴滴涕属于有机氯农药,其所含成分DDTs在环境中难以降解,并具有生物毒性。利用高温管式炉研究气氛中含氧量对滴滴涕热处理特性的影响,为研发废弃滴滴涕高温热处理技术提供理论依据。实验结果表明,在600℃时,滴滴涕去除率最高为含氧量21%时的70.48%;在900℃条件下,当含氧量为21%时DDT去除率≥99%;在1 200℃条件下,当含氧量≥12%时DDT去除率≥99.9%。在滴滴涕热处理残渣中,o,p’-DDT占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量的增加而增长,DDT则都随含氧量增加而减少,且上述变化随温度升高而幅度加大。在尾气中,p,p’-DDE占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量增加而递增,在1 200℃条件下尤为明显。     

改性疏水硅胶用于油气吸附解吸的研究

吸附法为油气回收的常用方法,对吸附剂的研究有着重要的意义。为了开发出高吸附量、高热稳定性和疏水性的油气回收专用硅胶,对常规硅胶的物理及化学改性方法进行了研究。通过分析热处理温度、热处理时间及升温速度等因素对改性硅胶吸附效果的影响,提出了汽油油气吸附率高、吸水率低的硅胶改性条件为:酒石酸改性剂,热处理温度550~650℃,热处理时间3~10 h,升温速度3~10℃/min。同时,研究了影响改性硅胶解吸效果的因素,结果表明,真空度越高,温度越高,解吸次数越多,改性硅胶的解吸率越高。     

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。     

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。     

船舶塑料垃圾热解特性及动力学分析

利用热重分析(TGA)研究船舶塑料垃圾在不同升温速率和不同气氛下的热解特性,并得到了热解动力学参数。结果表明,船舶塑料垃圾的热解过程主要有3个阶段,比一般塑料热解复杂;随着升温速率增大,最大热解速率和最大热解速率温度等热解特性参数也增大,反应变得更剧烈;N2/CO2比为4∶1时,热解反应进行得最完全,固体残留率最少。动力学分析表明,采用3个连续一级反应模型能很好地拟合实验数据;不同的升温速率和气氛比对反应各阶段活化能均有不同程度的影响。     

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。     

不干胶废弃物热解与燃烧动力学特性

采用热重分析方法对不干胶废弃物(PSAs)进行了热解和燃烧失重分析,并采用Doyle法拟合计算了PSAs热解和燃烧动力学参数。结果表明:当温度低于200℃或高于600℃,PSAs的热解和燃烧失重过程具有性;300~600℃时,PSAs热解过程具有3个失重峰,而其燃烧过程具有2个失重峰。动力学分析结果表明:PSAs的热解是由多阶段复杂的热裂解反应组成,其热解过程可用4个一级反应来描述,随着升温速率的提高热解阶段第1峰区表观活化能降低;而第2、3峰区以及半焦深度裂解阶段的第4峰区活化能逐渐升高;PSAs燃烧过程可用3个一级反应来描述,随着升温速率的提高,PSAs燃烧过程的表观活化能均逐渐降低,并且燃烧表观活化能均低于热解表观活化能。     

油田采油污泥的热解动力学及其热解效果研究

以新疆克拉玛依油田采油污泥为对象，分别采用热重分析仪和小型流化床热解反应器研究了含油污泥的热解过程及其热解效果。结果表明，油泥热解主要经历了失水、轻质组分挥发、重组分快速热解失重和缓慢失重4个阶段，热解过程基本符合一级动力学方程，提高热解的升温速率，可使油泥的最大失重速率D_max、失重速率峰值温度θ_max、升温终点的最大失重率都随之增加，表现在动力学上，反映出表观活化能和碰撞频率因子的同时升高，即提高油泥热解转化率的同时也影响了热解效率。失水油泥用流化床热解，在热解温度600℃、反应时间3 min时，油泥回收率可达到87%。     

陶瓷烧成中气氛及温度对NOX生成的影响

通过对不同烧成气氛NOX的生成进行测试分析,得出还原气氛可抑制NOX的生成.但在没有催化剂存在的情况下,CO对NO的还原效果不显著;其次,在烧成温度较低(1 200 ℃以下)、高温阶段温度场均匀性较好且使用洁净燃料(即含氮量较小的燃料)的情况下,快速升温将导致NOX生成的增加,此时快速型NOX起主要作用;第三,烧嘴的合理布置、改善窑体结构和加强高温阶段窑内温度场的均匀性可以减少NOX的生成.     

市政污泥热解产油影响因素及产物应用特性

利用外热式固定床反应器,研究终温、反应时间、升温速率等因素对市政污泥热解产油率的影响,并对产物特性进行了讨论。结果表明,热解终温及反应时间显著影响焦油产率,500℃是适宜的污泥热解温度,焦油产率达24.74%,温度继续升高则半焦缩聚反应强烈,热解气产率大幅增加,焦油产率基本恒定;在10℃·min~(-1)的升温速率条件下,热解终温500℃,维持20 min,焦油产率可达到平衡;升温速率对焦油产率的影响不显著,热解反应达到平衡时,不同升温速率条件下,焦油产率相似;污泥焦油组分与中低温煤焦油相近,具备提酚、制燃料油和特种油品的潜力;污泥半焦灰分高,固定碳含量低,具有一定热值,比表面积较发达,掺混燃烧、制备吸附剂是其重要的潜在利用方向。     

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。     

废旧锂离子电池中钴的回收

采用高温煅烧-酸浸-化学沉淀工艺回收废旧锂离子电池中的钴,根据电极材料的热重性质确定煅烧温度,探究不同因素对钴的浸出和沉淀效果的影响,利用响应面技术优化酸浸过程,并对酸浸液进行回收处理。实验结果表明:煅烧温度为500℃时可充分去除黏结剂;优化实验得出H_2SO_4+H_2O_2体系浸出钴的最佳实验条件为液固比(m L:g)6.15,浸出温度96.34℃,浸出时间44.52 min,H_2SO_4浓度1.20 mol·L~(-1),浸出率97.51%;当浸出液pH为1.5,[C_2O_4~(2-)]/[Co~(2+)]比值为1.10,反应温度为70℃,沉淀时间为50 min时,钴的沉淀率为95.69%。回收得到的Co C2O4纯度高,晶体结构较好。     

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。