生物質(zhì)焦低溫氧化過程特性和無機(jī)成分的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-01-10 09:55
低溫氧化是生物質(zhì)焦儲(chǔ)存時(shí)自加熱及自燃的主要機(jī)理,而生物質(zhì)中的無機(jī)成分可能影響焦的低溫氧化反應(yīng)性,因此了解生物質(zhì)焦的低溫氧化過程特性和無機(jī)成分對(duì)焦低溫氧化特性的影響,對(duì)于描述生物質(zhì)焦的自加熱過程、評(píng)價(jià)焦的自加熱及自燃傾向和在生產(chǎn)、儲(chǔ)存及運(yùn)輸時(shí)防止自燃是十分重要和必要的。為此,論文采用兩組樣品(玉米秸和水洗玉米秸,纖維素和含K纖維素)在不同熱處理溫度下熱解制焦,采用兩種熱分析方法即非等溫?zé)嶂?差示熱掃描量熱(TGA-DSC)分析和恒溫量熱分析研究焦的低溫氧化過程及放熱特性,在結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上采用原位漫反射傅里葉變換光譜(DRIFTS)分析在等速升溫和恒溫加熱條件下焦表面官能團(tuán)的演變,通過不同焦的低溫氧化特性的系統(tǒng)比較,探索無機(jī)成分和熱處理溫度對(duì)焦低溫氧化特性的影響。500℃焦的非等溫TGA-DSC和50℃TAM’恒溫量熱分析表明,在著火前的低溫氧化階段,玉米秸焦的低溫氧化反應(yīng)性比水洗玉米秸焦強(qiáng),含K纖維素焦也略強(qiáng)于纖維素焦;生物質(zhì)中的無機(jī)成分特別是K對(duì)生物質(zhì)焦的低溫氧化反應(yīng)性有明顯的促進(jìn)作用:玉米秸水洗處理可將焦的反應(yīng)放熱強(qiáng)度降低至接近纖維素焦,說明通過對(duì)原材料的水洗處理去除活性無機(jī)成分的方...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
STA449F3TGA-DSC同步熱分析儀
.TJ??圖2-2?STA449巧TGA-DSC同步熱分析儀??2.5恒溫量熱分析??為了研究更低溫度下的低溫氧化特性,采用恒溫量熱方法對(duì)各焦樣的低溫氧化放熱特性進(jìn)行分析。所采用的是瑞典雷特拉儀器公司生產(chǎn)的TAM?air型熱導(dǎo)式恒溫微量熱儀,??如圖2-3所示。它是根據(jù)熱導(dǎo)原則測(cè)量樣品發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)時(shí)流入環(huán)境的熱量。該??儀器恒溫槽溫度范圍是-5?’C-90?’C,有八個(gè)微量熱通道,所有的量熱通道都是李生型的,??各包含一個(gè)樣品池和一個(gè)參比池,均配置一個(gè)材質(zhì)性能穩(wěn)定、傳熱良好的安肅瓶分別放??置待測(cè)樣品和參比樣,每一個(gè)安飯瓶的容積是20?ml。通過測(cè)量二者的差熱,得到待測(cè)??樣品的反應(yīng)熱的熱流及其隨時(shí)間的變化。??圖2-3?(b)顯示TAM內(nèi)部恒溫量熱的通道結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)時(shí)通過靈敏的微量熱計(jì)和附??件來控制其內(nèi)部溫度的穩(wěn)定性,其較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性使得其量熱可連續(xù)進(jìn)行一個(gè)月??之久。且因其測(cè)量溫度范圍更接近于室溫,而接近室溫的低溫氧化對(duì)自加熱過程的啟動(dòng)??具有決定性的作用,可反映自加熱過程起始階段的特性。因此,近年來TAM恒溫量熱??分析多被用來研究接近室溫的低溫氧化過程wni。??
?第二章實(shí)驗(yàn)研巧方法???溫度設(shè)定在實(shí)驗(yàn)溫度(50?°C),穩(wěn)定24?h后進(jìn)行實(shí)驗(yàn);根據(jù)儀器的操作過程對(duì)儀器程序??進(jìn)行校正,制作30?min基線;放入樣品并待信號(hào)穩(wěn)定后開始記錄熱流信號(hào);實(shí)驗(yàn)結(jié)束??時(shí)對(duì)本底進(jìn)行校正,W消除儀器信號(hào)漂移對(duì)測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)的影響。??通過對(duì)各焦樣在50?’C的熱釋放特性的比較,研究各個(gè)焦的放熱特性和焦中無機(jī)成??分對(duì)生物質(zhì)焦低溫氧化放熱特性的影響,此外,結(jié)合50?°C恒溫加熱過程中原位DRIFTS??分析焦表面官能團(tuán)的演變特性,探索生物質(zhì)焦的低溫氧化特性。??2.6原位DRIFTS分析??生物質(zhì)焦的低溫氧化是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程,在此過程中氧氣與焦的作用??在微觀層面上表現(xiàn)為焦表面官能團(tuán)的變化,因此,觀察焦樣表面官能團(tuán)的演變可W研究??生物質(zhì)焦的低溫氧化過程的表面反應(yīng)行為。本論文采用原位DRIFTS方法分析焦在空氣??中反應(yīng)時(shí)表面官能團(tuán)的演變。??原位DRIFTS分析采用Nicolet?6700光譜儀,如圖2-4所示。測(cè)量波數(shù)范圍為??4000 ̄400?cm ̄',掃描次數(shù)為32次,分辨率為4cnTi。DRIFTS分析主要是通過監(jiān)測(cè)在??空氣氣氛下加熱過程中焦樣表面C=0、C-H和0-H等主要官能團(tuán)的演變,W研究焦的??化溫氧化特性。??A?ik>?M??雄級(jí)場(chǎng)巧滅巧沒筋試麼孩巧戚巧巧燃坦衡浴沒巧公巧心々'?'巧‘<一>,一巧6的—》??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]活性炭自燃點(diǎn)測(cè)定及影響因素研究[J]. 栗娜. 分析儀器. 2014(04)
[2]生物質(zhì)炭土壤改良效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 王麗淵,丁松爽,劉國順. 中國土壤與肥料. 2014(03)
[3]鉀元素對(duì)生物質(zhì)主要組分熱解特性的影響[J]. 武宏香,李海濱,馮宜鵬,王小波,趙增立,何方. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(08)
[4]無煙煤熱解過程中表面官能團(tuán)的演變[J]. 黃曉宏,柳朝暉,尹志強(qiáng),楊明,張?zhí)?盧興,鄭楚光. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]活性炭官能團(tuán)對(duì)其自燃性的影響研究[J]. 徐凡,蔣劍春,孫康,劉雪梅. 可再生能源. 2012(11)
[6]生物質(zhì)焦的表征及其吸附煙氣中汞的研究[J]. 尹建軍,段鈺鋒,王運(yùn)軍,王卉,冒詠秋,韋紅旗. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[7]煤炭低溫氧化自燃過程指標(biāo)氣體影響因素關(guān)聯(lián)分析[J]. 陳汝豪,王德明,曹凱. 礦業(yè)工程研究. 2012(01)
[8]加熱作用對(duì)褐煤自燃過程影響的紅外光譜研究[J]. 許濤,辛海會(huì),王德明. 煤炭工程. 2012(03)
[9]堿/堿土金屬對(duì)纖維素?zé)峤馓匦缘挠绊慬J]. 武宏香,趙增立,張偉,李海濱,何方. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]生物炭及炭基氮肥對(duì)土壤持水性能影響的研究[J]. 高海英,何緒生,耿增超,佘雕,殷金巖. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2011(24)
碩士論文
[1]生物質(zhì)焦低溫氧化及其動(dòng)力學(xué)特性[D]. 范朋慧.東南大學(xué) 2015
本文編號(hào):2968512
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
STA449F3TGA-DSC同步熱分析儀
.TJ??圖2-2?STA449巧TGA-DSC同步熱分析儀??2.5恒溫量熱分析??為了研究更低溫度下的低溫氧化特性,采用恒溫量熱方法對(duì)各焦樣的低溫氧化放熱特性進(jìn)行分析。所采用的是瑞典雷特拉儀器公司生產(chǎn)的TAM?air型熱導(dǎo)式恒溫微量熱儀,??如圖2-3所示。它是根據(jù)熱導(dǎo)原則測(cè)量樣品發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)時(shí)流入環(huán)境的熱量。該??儀器恒溫槽溫度范圍是-5?’C-90?’C,有八個(gè)微量熱通道,所有的量熱通道都是李生型的,??各包含一個(gè)樣品池和一個(gè)參比池,均配置一個(gè)材質(zhì)性能穩(wěn)定、傳熱良好的安肅瓶分別放??置待測(cè)樣品和參比樣,每一個(gè)安飯瓶的容積是20?ml。通過測(cè)量二者的差熱,得到待測(cè)??樣品的反應(yīng)熱的熱流及其隨時(shí)間的變化。??圖2-3?(b)顯示TAM內(nèi)部恒溫量熱的通道結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)時(shí)通過靈敏的微量熱計(jì)和附??件來控制其內(nèi)部溫度的穩(wěn)定性,其較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性使得其量熱可連續(xù)進(jìn)行一個(gè)月??之久。且因其測(cè)量溫度范圍更接近于室溫,而接近室溫的低溫氧化對(duì)自加熱過程的啟動(dòng)??具有決定性的作用,可反映自加熱過程起始階段的特性。因此,近年來TAM恒溫量熱??分析多被用來研究接近室溫的低溫氧化過程wni。??
?第二章實(shí)驗(yàn)研巧方法???溫度設(shè)定在實(shí)驗(yàn)溫度(50?°C),穩(wěn)定24?h后進(jìn)行實(shí)驗(yàn);根據(jù)儀器的操作過程對(duì)儀器程序??進(jìn)行校正,制作30?min基線;放入樣品并待信號(hào)穩(wěn)定后開始記錄熱流信號(hào);實(shí)驗(yàn)結(jié)束??時(shí)對(duì)本底進(jìn)行校正,W消除儀器信號(hào)漂移對(duì)測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)的影響。??通過對(duì)各焦樣在50?’C的熱釋放特性的比較,研究各個(gè)焦的放熱特性和焦中無機(jī)成??分對(duì)生物質(zhì)焦低溫氧化放熱特性的影響,此外,結(jié)合50?°C恒溫加熱過程中原位DRIFTS??分析焦表面官能團(tuán)的演變特性,探索生物質(zhì)焦的低溫氧化特性。??2.6原位DRIFTS分析??生物質(zhì)焦的低溫氧化是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程,在此過程中氧氣與焦的作用??在微觀層面上表現(xiàn)為焦表面官能團(tuán)的變化,因此,觀察焦樣表面官能團(tuán)的演變可W研究??生物質(zhì)焦的低溫氧化過程的表面反應(yīng)行為。本論文采用原位DRIFTS方法分析焦在空氣??中反應(yīng)時(shí)表面官能團(tuán)的演變。??原位DRIFTS分析采用Nicolet?6700光譜儀,如圖2-4所示。測(cè)量波數(shù)范圍為??4000 ̄400?cm ̄',掃描次數(shù)為32次,分辨率為4cnTi。DRIFTS分析主要是通過監(jiān)測(cè)在??空氣氣氛下加熱過程中焦樣表面C=0、C-H和0-H等主要官能團(tuán)的演變,W研究焦的??化溫氧化特性。??A?ik>?M??雄級(jí)場(chǎng)巧滅巧沒筋試麼孩巧戚巧巧燃坦衡浴沒巧公巧心々'?'巧‘<一>,一巧6的—》??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]活性炭自燃點(diǎn)測(cè)定及影響因素研究[J]. 栗娜. 分析儀器. 2014(04)
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[5]活性炭官能團(tuán)對(duì)其自燃性的影響研究[J]. 徐凡,蔣劍春,孫康,劉雪梅. 可再生能源. 2012(11)
[6]生物質(zhì)焦的表征及其吸附煙氣中汞的研究[J]. 尹建軍,段鈺鋒,王運(yùn)軍,王卉,冒詠秋,韋紅旗. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[7]煤炭低溫氧化自燃過程指標(biāo)氣體影響因素關(guān)聯(lián)分析[J]. 陳汝豪,王德明,曹凱. 礦業(yè)工程研究. 2012(01)
[8]加熱作用對(duì)褐煤自燃過程影響的紅外光譜研究[J]. 許濤,辛海會(huì),王德明. 煤炭工程. 2012(03)
[9]堿/堿土金屬對(duì)纖維素?zé)峤馓匦缘挠绊慬J]. 武宏香,趙增立,張偉,李海濱,何方. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]生物炭及炭基氮肥對(duì)土壤持水性能影響的研究[J]. 高海英,何緒生,耿增超,佘雕,殷金巖. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2011(24)
碩士論文
[1]生物質(zhì)焦低溫氧化及其動(dòng)力學(xué)特性[D]. 范朋慧.東南大學(xué) 2015
本文編號(hào):2968512
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