PCB边角料基材的热解特性及动力学研究

针对当前广泛存在的FR-4型印刷电路板(PCB)边角料,开展了热解特性及动力学研究.首先,采用热重-差热法对PCB边角料基材进行了各种气氛下的热解试验.结果表明:各气氛下的TG曲线均分为3个阶段;DTG曲线的情况则不同,氮气气氛中存在两个失重峰(220～280℃、280～450℃),有氧气存在的情况下存在3个失重峰(220～280℃、280～400℃、400～600℃).其次,对不同反应气氛下的热解产物产率和热值进行了研究.热解气体、液体产率基本随着氧气体积分数的升高而提高,气、液、固体产物产率分别为8％～12％、41％～43％、45％～50％;热值为12～14 MJ/kg.并考察了反应起始温度、最大失重速度对应温度、反应终止温度、反应残余重量等热解特征参数随热解气氛的变化情况.最后,采用Kissinger方程对PCB边角料基材进行了热解动力学过程研究.结果表明,在热解反应DSC曲线峰值处(550～650 K)的动力学线性回归曲线具有很好的回归效果,该阶段的表观活化能为23.55 kJ/mol;指前因子为4.18× 105 s-1.     

刨花板热解及燃烧特性热重模拟实验研究

对刨花板的变工况热解行为进行了热重分析和差热分析研究。将试样分别加热到一定温度做空气变氮气热重试验,模拟实际火场中由富氧到缺氧的状态;在试样加热过程中,在不同的温度点由空气转变为氮气,经过一段时间的升温后,再由氮气转变为空气,模拟火场中的回燃情况。通过结果分析,深入研究了环境气氛变化对试样热解的影响。用一级的动力学模型进行了模拟,给出了热解主反应阶段的动力学参数。     

典型硼化合物与磷酸二氢铵协效阻燃松木的燃烧性能及热解动力学研究

利用木垛法和热重分析法比较研究了硼酸、硼砂与磷酸二氢铵复配阻燃松木的燃烧性能、热解特性及热解反应动力学。结果表明,单种阻燃剂使用时,磷酸二氢铵的阻燃效果优于硼酸和硼砂;两两复配使用具有明显的协效作用,其中阻燃效果:磷酸二氢铵/硼酸＞磷酸二氢铵/硼砂＞硼酸/硼砂,而硼酸与磷酸二氢铵在质量比为2:3时,协效阻燃效果最好。与未处理松木相比,阻燃剂的加入降低了松木在热解阶段的初始分解温度和峰值分解温度,缩短了热解区间,并降低了松木在主要热解阶段的表观活化能,其中热解阶段活化能越低的阻燃松木在燃烧过程中成炭效果和阻燃性能越好。     

煤氧化-热解进程的增失重阶段与动力学三因子分析

为分析煤氧化-热解进程的增失重阶段与动力学三因子,根据同一氧体积分数、5种不同升温速率下煤氧化-热解的TG-DTG曲线,探讨了煤氧化-热解进程经历的增失重阶段,基于Popescu法计算了不同阶段的动力学三因子。结果表明实验煤样的氧化-热解进程可分为失水失重、氧化增重、燃烧失重和燃尽恒重4个阶段。失水失重、氧化增重和燃烧失重阶段的反应机理分别为Mample单行法则、三维扩散模型和相边界反应的收缩球体模型;活化能分别为54.128 kJ·mol-1、152.252 kJ·mol-1和134.458 kJ·mol-1;指前因子的自然对数分别为16.832 s-1、32.597 s-1和18.365 s-1。     

生物质热解气化技术的关键点分析

随着我国对能源需求的日益增大,生物质能作为一种清洁、可再生能源,在社会生产中发挥着越来越重要的作用。利用生物质热解气化技术能够将储存在生物质中的化学能转化为清洁、高质量的燃料。本文结合生物质热解气化的原理,对其关键点进行了探究。     

稀土改性NaY型分子筛催化热解废轮胎

采用稀土氧化物改性NaY型分子筛（Ⅰ型催化剂）,100 gⅠ型催化剂中添加0.5 g CeO₂得到Ⅱ型催化剂,100 gⅠ型催化剂中添加0.5 g La₂O₃和0.5 g CeO₂得到Ⅲ型催化剂。分别采用Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型催化剂催化热解废轮胎（粒径0.2 mm）,Ⅱ型和Ⅲ型催化剂的产油起始温度和终止温度均低于Ⅰ型催化剂。在催化剂加入量为2.5 g、废轮胎加入量为100 g 的条件下,Ⅲ型催化剂催化热解反应的产油率和油气总产率均高于Ⅰ型和Ⅱ型催化剂。Ⅱ型和Ⅲ型催化剂催化热解主要产生轻组分气体,Ⅱ型催化剂C₄选择性最高,Ⅲ型催化剂C₃选择性最高。     

修复植物热解过程中重金属元素迁移行为研究

在管式炉反应器中研究了重金属土壤修复植物长香谷稻秆中Cd、Pb、Mn、Cu和Zn在不同温度、停留时间和反应气氛下的迁移行为,结果表明：在低于元素挥发的温度热解时,固体残渣中重金属元素的富集倍数随温度的升高而增加;在元素挥发的温度热解时,该元素在固体残渣中的富集倍数随着停留时间的延长而减少;800℃以上CO2气氛比N2气氛更有利于Mn、Cu和Zn在热解残渣中富集。选择合适的热解条件能够达到将原料减容减重并富集其中特定重金属元素的目的。     

常见塑料的热解特性及其动力学分析

研究塑料废弃物的热解特性有助于实现其清洁高效转化利用。借助热重技术总结对比了高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯的不同升温速率(10,20,30,40,50℃/min)热解及不同催化剂(HZSM-5、Hβ和HUSY)催化热解的特性及规律。升温速率的增长使反应出现热迟滞现象,催化剂的加入对样品热解速率提高的效果也不尽相同。为了提供更有力的理论支持,运用3种动力学分析方法Coats-Redfern (CR)、Flynn-Wall-Ozawa (FWO)和分布式活化能法(DAEM),对样品在不同条件下的动力学参数进行计算和分析。CR模型验证了各热解反应符合一级化学反应模型并发现催化剂可以大幅降低反应活化能;FWO法和DAEM得到的表观活化能数值接近。DAEM模型显示活化能在转化率α增长的过程中先上升再逐步下降,在α=40%～50%时活化能最高,且包含动力学补偿效应。