煤热动力学参数、特征温度与挥发分关系的试验研究

通过煤的热动力学参数和特征温度可以表征煤自燃危险程度.而在实际情况中,这些数据缺少,往往只有煤的工业参数.因此,研究工业参数与表征煤自燃危险参数的关系十分必要.为了分析和建立该关系,基于非等温试验方法对不同煤样进行热重试验分析,得出8个煤样在10℃/min升温速率下的反应动力学参数与煤工业分析参数的关系,揭示挥发分与煤的氧化特性、特征温度的关系.试验结果表明:8个煤样的挥发分排序F3＞F8＞F4 ＞F7＞F2＞F1＞F5＞F6,各特征温度排序基本满足T3＜T8＜T4＜T7＜T2＜T1＜T5＜T6,热动力学参数活化能排序E3＜E8＜E4＜E7＜E2 ＜E1 ＜E5 ＜E6,且挥发分与特征温度点、活化能成非成线性关系,由此可以看出挥发分越高,煤燃烧特征温度值越低,热动力学参数值越小,煤越易被点燃,煤的自燃危险性越高.     

低温等离子体降解毕兹的反应机理研究

基于ReaxFF力场利用LAMMPS软件建立毕兹分子(QNB)的模型,模拟微观条件下等离子体降解毕兹的反应机理.通过模拟考察300 K恒温条件下毕兹在活性粒子作用下的行为.研究表明毕兹在O自由基作用下降解主要通过苯环活化开环、羟基夺氢反应以及奎宁环中N-O键的形成3个过程,·HO2、O2、NO、NO2这4种活性粒子在模拟中基本未对毕兹分子造成任何破坏.利用ReaxFF MD分子模拟方法对常温环境下等离子体降解毕兹反应机理研究的一个尝试,可为相关的毒剂降解试验机理分析、理论研究提供一定的参考.     

不同气氛下模塑聚苯乙烯泡沫热解动力学行为特性

采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)联用技术,对空气和氮气氛围模塑聚苯乙烯(EPS)材料的热解动力学行为特性进行了实验研究,深入分析了气氛条件对EPS的热解动力学参数及反应机理函数的影响。结果发现:与空气气氛相比,氮气气氛下的热解曲线向高温区移动,反应起始和终止温度和峰温均相应提高,说明有氧存在热解反应更易进行;进一步利用Coats-Redfern法分析发现两种气氛条件下EPS的热解行为服从不同的反应机理函数,空气气氛时为成核与核增长函数A2/3,氮气气氛时为反应级数函数F3。     

硫化亚铁氧化热重实验及动力学分析

利用热重分析方法对化学纯FeS的氧化自燃性及其动力学规律进行了研究,分析了粒径178μm的FeS在室温~1 000℃温度范围内的热重曲线,考察了升温速率对热重曲线的影响,并采用FWO方法计算了FeS氧化自燃的活化能。结果表明,FeS与氧气发生化学反应时迅速失重,升温速率对TG曲线有明显影响,升温速率越大,TG曲线向高温方向移动,氧化速度减小;FeS氧化过程符合n=0.381 7的随机成核和随后生长动力学反应机理,动力学模型函数的积分形式g(α)=ln[-ln(1-α)]-0.381 7,粒径178μm的FeS氧化时的活化能约为133.45 kJ/mol,动力学指前因子A=1×106.065 9s-1。     

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...     

四苯基双酚A二磷酸酯及复配体系阻燃环氧树脂的热动力学分析

采用热分析仪对四苯基双酚A二磷酸酯(BDP)及复配APP体系阻燃环氧树脂(EP)进行TG分析,研究BDP及其复配体系阻燃EP降解的过程,并在动力学理论模型基础上计算阻燃EP的活化能.结果表明,与未阻燃EP相比,阻燃EP在600 ℃时残炭率增加,15% BDP阻燃EP的残炭率由未阻燃的20.41%增加到28.06%,15% BDP+9% APP阻燃EP的残炭率增加到34.78%;BDP及其复配体系阻燃EP的活化能显著提高,15% BDP阻燃EP的活化能由未阻燃的80.39 kJ/mol提高到141.06 kJ/mol,15% BDP+9% APP阻燃EP的活化能提高到199.68 kJ/mol.研究表明,阻燃EP体系耐热性能好,阻燃效果明显,且复配体系阻燃效果进一步提高.     

四苯基双酚A二磷酸酯及复配纳米SiO2体系阻燃PC/ABS的热动力学分析

利用热分析仪对四苯基双酚A二磷酸酯(BDP)及BDP/纳米SiO2阻燃PC/ABS进行了TG分析,研究了BDP及其复配体系阻燃PC/ABS的降解过程,在动力学理论模型基础上,求出了阻燃PC/ABS的热力学参数-活化能.实验结果表明,与未阻燃PC/ABS相比,阻燃PC/ABS在600℃残炭率增加,15%BDP阻燃PC/ABS的残炭率由未阻燃的16.55%增加到22.16%,15%BDP/7%SiO2阻燃PC/ABS的残炭率增加到25.24%;BDP及其复配体系阻燃PC/ABS活化能显著提高,15%BDP阻燃PC/ABS的活化能由未阻燃的91.55kJ·mol-1提高到143.83kJ·mol-1,15%BDP/7%SiO2阻燃PC/ABS的活化能提高到254.08kJ·mol-1,体系耐热性能好,阻燃效果明显,复配体系阻燃效果进一步提高.     

煤燃烧特性热重试验研究及动力学分析

为了研究煤样挥发分、氧化程度及燃烧时氧气浓度对煤样燃烧难易程度的影响,设计并完成有关相应影响因素的3组热重分析(TGA)试验。采用等转化率法和特征温度分析法进行数据分析。结果表明:特征温度法显示煤燃烧时高挥发分煤样的特征温度较其他煤样低;等转化率法显示高挥发分煤样的各转化率下活化能也均低于其他煤样。2种方法的分析结果一致,都显示挥发分含量高的煤样较其他煤样易于燃烧。分析不同氧化程度下的煤样燃烧热重曲线和不同燃烧时氧浓度情况下的热重曲线得出,氧化程度越高,燃烧时氧浓度越高,煤越早开始燃烧,燃烧速度也越快。     

提高水基热气溶胶灭火剂燃速途径的研究

水基热气溶胶灭火剂是以替代哈龙为目的而研制的新一代气溶胶灭火剂;因为其燃烧速度对灭火效率有重大影响,故本文在理论分析的基础上,采用加入金属粉提高导热系数,增加反应放热量;加入正催化剂降低反应活化能;在反应器中采用导流管除去燃烧表面的液态产物,加强燃烧反应的热反馈等方式提高灭火剂燃速。     

间歇式反应系统参数敏感性与热失控临界判据

为进一步验证间歇式反应系统的参数敏感性,预测热失控临界值,以硫酸催化乙酸酐水解反应作为研究对象,考察不同反应初始温度及反应初始浓度下反应温度的变化特性。采用基于雅克比矩阵迹的热失控临界判据,模拟计算硫酸催化乙酸酐水解反应系统参数敏感临界值。结果表明:反应温度对反应初始温度和初始浓度都有参数敏感性,当初始温度和初始浓度位于参数敏感临界值附近时,其微小变化将会引起温度急剧变化;用基于雅克比矩阵迹的判据预测反应系统热失控临界参数,临界判据计算的临界值与试验结果能很好地吻合。