煤沥青热分解动力学研究
沥青燃烧的热解特性研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｙ ｏｙ ｉ ｏ ｓ ｈ ｌ ｈ ｓ ｂ ｅ ｔ ｄｅ ｙ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｍｏ ｒ ｖｍｅ ｒｃ ａ ａｙ ｉ ａ ｔ ｓ ｈ ｒ ｓ ｒ ｃ ｅ ｐ ｒ ｌｓｓ ｆａ ｐ ａｔ ａ ｅ ｎ ｓｕ ｉｄ ｂ ｓｎ ｈ ｒ ｇ ａ ｉ ｔ ｎ ｌｓｓ ｔ ａ ｍｏ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ
Ｅ， ｉ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ａ ｈ ｓａ ｅ ｂ ｔ ｉ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔｏ ｈ ｙ ｅ ｏ ｐ ａｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｔ ｇ ｒ ｔ ． Ｔｈ ｒ — ｓ ｉ ｅ ｅ ｔｆｒ ｅ ｃ ｔ ｇ ， ｕ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｆ ｔ ｅｔ ｐ ｆ ａ ｈ ｌ ｎ ｔ ｈ ａ ｉ ａ ｅ ｆ ｓ ｓ ｎ ｅ ｆｅ ｑ ｅ ｃ ｃ ｏ ｅ ｅ ｄ ｎ ｔ ｅ ｈ ｔ ｇ ｒ ｔ ｎ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｆ ｈ ｓ ｈ ｌ． Ｔｈ ｉ ａ ｉｌ ｆｖ ｌｔｌ ｕ ｎ ｙ ｆ ｔ ｒｄ ｐ ｎ ｓ ｏ ｈ ｅ ｉ ａｅ ａ ｄ ｉ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔｏ ｅ ａ ｐ ｔ ａ ａ ｎ ｓ ｔ ａ ｅ ｆ ｌｙｅｄ ｏ ｏａ ｉ ｎ ｓ ｅ
ｆ ｓ — ｒ ｅ ｄ ｌｓ ｅ ｔ ｂ ｉ ｅ Ｏ ｄ ｓ ｒ ｅｔ ｅ ｐ ｒ ｌｓｓ ｆ ｓ ｈ ｌ． Ｉ ｈ ｄ ｅ ， ｔ ｅａ ｔｖ ｔ ｎ ｅ ｅ ｇ ｉ ｔｏ ｄ ｒ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｌ ｈ ｄ ｔ ｅ ｃ ｂ ｈ ｙ ｏ ｙ ｉ ｏ ｐ ａｔ ｎ ｔ ｅ ｍｏ ｌ ｈ ｃ ｉａ ｉ ｎ ｒ ｙ， ｒ ｉ ｓ ｉ ａ ｏ
维普资讯
３ ６
冶 金 能 源
２ １ 性 研 究
龚 景 松 傅 维 镳
（ 清华 大 学工程 力 学 系）
摘 要 利 用 热 重 分 析 系 统 对 沥 青 燃 料 的 热 解 特 性 进 行 了详 细 的 研 究 。实 验 在 一 个 大 气 压 、氮
煤热解特性及热解反应动力学研究
图1 不同粒径滕州烟煤的 T G、 D T G 曲线 ( 升温速率 : 30 ℃ / min)
2
] , 当 n ≠1 时 , 令 Y =
求解动力学参数主要有积分法和微分法 , 它们之 热力发电 ・ 2006 ( 04)
∼ λ
基础研究
ln [
) 1- n 1 - (1 - α ] , 则动力学方程可简化为 Y = a + 2 T ( 1 - n)
结果表明 , 当 n 等于 3 时 , 函数图像的线性关系最好 , 黑 龙江大头煤不同升温速率下的计算结果见表 5 。
2 . 2 动力学参数的计算
( 5) ( 6) ( 7)
对式 ( 8) 积分后两边取对数得 : ) 1- n 1 - (1 - α AR ( 2RT) E ln [ ] = ln [ 1 ] 2 βE E RT T ( 1 - n)
( n ≠1) ( 9)
或 ln [ -
) ln ( 1 - α T
2
] = ln [
βE
AR (
1-
2RT)
E
]-
E RT
式中 : E 为活化能 ; A 为频率因子 ; R 为气体常数 ; n 为 令 X =
T
( n = 1) ( 10)
1 α AR ( 2RT) E , = ln [ 1],b = ,当 n
βE
E
R
= 1 时 , 令 Y = ln [ -
) ln ( 1 - α T
沥青在贫氧气氛下的热解动力学实验研究
80%
TG
分别为 0、7%、15%和 21%的氧氮混合气氛下进行热解实验，研究
沥青的热解过程，
并进行动力学分析。结果表明：
沥青在氧体积分
70%
0
0.1%
TG
DTG
0.3%
60%
数为 0(纯 N 2 )的气氛下热解过程只有一个主失重阶段，最终剩余
0.4%
50%
量高；在有氧气氛下热解过程均呈现出 3 个失重阶段，
由 图 1 可 以 看 出 ，沥 青 在 氮 气 气 氛 下 热 解 过 程 的
热解燃烧 ，对于隧道公路火灾的预防和扑救具有重要意
DTG 曲线只有一个明显的失重峰 ，可知沥青在氮气中的
义。笔者研究基质沥青在不同氧体积分数下的热解失重
热解只有一个主要阶段 ，出现在 250～550 ℃ ，550 ℃时热
其中第二个峰与氧体积分数为 0 时的失重
并伴随小分子化合物产生 ，沥青分子的侧链开始断裂 ，分
峰基本重合，
而第三个峰主要发生在氧体积分数为 0 即将
解迅速 ，在 450 ℃附近失重速率最大 ，为 9%/min，此阶段
完成反应后。由此可以认为 ，沥青热解过程的 DTG 曲线
总失重约占总质量的 35%。第三阶段为样品在分解过程
图2
沥青在不同氧体积分数下热解曲线图
由 TG 曲线图可以看出，
沥青在不同氧体积分数下热
常用的 g(a)形式
g(a)
型
-ln(1 - α)
n=1 时
n≠1 时
1-n
1 - (1 - α )
/(1 - n)
相相界反应圆柱形对称模型 R2
1 - (1 - α)1/2
相相界反应球形对称模型 R3
煤炭加工中的热解反应动力学研究
热解反应动力 学在煤炭加工 中的应用
提高煤炭资源 利用率的方法 和途径
热解反应动力 学在提高煤炭 资源利用率中 的作用
热解反应动力 学在煤炭加工 中的应用实例 和效果分析
0
0
4
国内研究：主要关注热解反应动力学在煤炭加工中的应用，包括热解机理、 反应速率和反应条件等方面的研究。
国外研究：注重热解反应动力学在煤炭加工中的应用，特别是在热解反应机 理、反应速率和反应条件等方面的研究。
加强与其他领域的交叉学科研究， 推动热解反应动力学在煤炭加工 中的应用和发展
汇报人：
数值模拟的优点和局限性
数值模拟的未来发展趋势 和挑战
热解反应动力学原理 热解反应在煤炭加工中的应用 提高煤炭转化效率的方法 实际应用案例分析
热解反应动力学原理
热解反应动力学在煤炭加 工中的应用
优化煤炭加工工艺的方法 和步骤
优化后的煤炭加工工艺的 效果和优势
热解反应动力学在煤炭加工中的应用可以减少煤炭燃烧产生的有害气体排放 通过优化热解反应条件，可以降低煤炭燃烧产生的烟尘和颗粒物 热解反应动力学在煤炭加工中的应用可以减少煤炭燃烧产生的二氧化碳排放 通过热解反应动力学在煤炭加工中的应用，可以降低煤炭燃烧产生的硫氧化物和氮氧化物排放
研究进展：国内外学者在热解反应动力学在煤炭加工中的应用方面取得了一 定的进展，但仍然存在许多问题需要进一步研究。
发展趋势：随着科技的发展，热解反应动力学在煤炭加工中的应用将越来越 广泛，研究也将更加深入。
热解反应动力学模型的建立与验证 热解反应动力学在煤炭加工中的应用研究 热解反应动力学与煤炭加工工艺的优化 热解反应动力学在煤炭加工中的环境保护问题
理解煤炭热解反应机理，提高煤炭利用效率 预测煤炭热解反应产物，优化煤炭加工工艺 研究煤炭热解反应动力学，为煤炭清洁利用提供理论支持 探索煤炭热解反应动力学与环境保护的关系，为煤炭可持续发展提供科学依据
煤热解气体主产物及热解动力学分析
煤热解气体主产物及热解动力学分析煤热解是一种重要的化学反应，其主要作用是将活性煤转化为可利用的气体、液体和固体产物。
热解反应不仅可以利用燃料能量，还可能会产生一系列有机物和无机物，如低烃、醇、酸、氧化物、氮化物等。
在实际热解过程中，煤热解所产生的气体称为煤热解气体，是一种复杂气体混合物，其主要组分包括水蒸气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、苯、乙烯、二氧化碳、氧、氮气等。
煤热解气体的组成和含量均不相同，受到热解温度、时间、压力等因素的影响。
热解反应受多种因素的影响而发生。
如果能够有效控制这些因素，则可以更精确地控制热解反应，从而改变有机物的产率，改变有机气体组成，增加高价值产品，降低低价值产品的产率，从而提高生产经济效益。
因此，研究热解动力学是实现可控化热解的关键，也是实现热解技术精湛化的前提。
煤热解技术的动力学分析需要考虑繁多的因素，包括温度、压力、煤热解气体组成、煤质、反应器通气量、催化剂种类、催化剂量等。
通常，煤热解动力学分析可以分成三个步骤：机理分析、模型建立和参数调整。
机理分析是热解动力学研究的基础，主要包括对反应间隙、活化能、反应路径等的研究。
模型建立是建立热解动力学模型的核心步骤，主要包括选择参数模型、选择反应网络等。
参数调整是要求模型与实验结果的最佳调整，主要包括调整模型参数、调整反应网络等。
在实际工程中，热解动力学分析对提高煤热解性能具有重要意义。
热解动力学分析可以用于识别热解反应的机理、构建反应动力学模型以及优化反应条件，从而有效地控制煤热解气体的组成，从而提高发电效率、经济效益和环境友好性。
在热解动力学分析中，研究员需要考虑大量可变因素，而且模型建立和参数调整的工作量巨大，因此，应用计算机技术可以显著提高工作效率。
在实际热解动力学分析中，可以使用计算机建立模型和调整参数，大大提高了热解技术的精准度。
总之，煤热解气体是一种复杂的气体混合物，热解动力学分析是实现可控化热解的关键，也是实现热解技术精湛化的前提，它可以有效控制热解反应，改变有机气体组成，提高生产经济效益和发电效率，为实现更高效的煤热解作出重要贡献。
（精选）煤热解动力学研究
煤热解动力学研究引言热解是煤燃烧、气化和液化等热加工工业中的基本过程之一，也是成煤过程中的基本环节[1]。
因此，研究煤的热解不仅为煤的热加工过程提供科学依据，也能为加深煤化学研究提供重要信息。
在研究煤的热解动力学过程中，必然涉及反应速率与活化能和指前因子等动力学参数[2-4]。
本文着重探索几种热解模型和热解动力学模型，并针对在还原气氛下进行煤热解这一课题，进行动力学选择和分析。
1热解模型随着近十几年的现代仪器的发展，采用Py-FIMS、13C-NMR（碳核磁共振波谱法）、TG-FTIR（红外光谱仪）等手段对煤结构的研究，使得人们有可能有可能以煤的结构为基础研究煤的热解机理，并由此建立了比较成功的煤热解网络模型，如由用来描述气体逸出与焦油形成的降解一蒸发一交联的FG-DVC模型、FLASHCHAIN模型和化学渗透脱挥发分(CPD)模型。
这些模型都是用简化的煤化学和网络统计学描述焦油前驱体的生成，但在网络几何形状、断桥和交联化学、热解产物、传质假设和统计方法上各有不同[5]。
1.1 FG-DVC热解模型FG-DVC（Functional Group Depolymerization Vaporization Crosslinking）模型是由用来描述气体逸出的官能团模型与描述焦油形成的降解一蒸发一交联模型结合而成的。
FG模型是用来描述煤、半焦和焦油中气体的产生与释放机理；DVC模型是用来描述在桥键断裂和交联发生的影响下煤中大分子网络所发生的分解和缩聚行为，预测碎片的分子量分布情况[6]。
FG-DVC模型的基本概念：（1）煤中官能团分解产生小分子类热解气体；（2）大分子网络分解产生焦油和胶质体；（3）胶质体分子量的分布由网络配位数决定；（4）大分子网络的分解是由桥键的断裂来控制，而桥键的断裂是受活泼氢限制；（5）网络的固化是由交联控制的，交联的发生伴随着二氧化碳（桥键断裂前）和甲烷（桥键断裂后）的放出。
煤热解气体主产物及热解动力学分析
煤热解气体主产物及热解动力学分析煤热解是一种用来将煤中的有机质转化为碳氢气体的技术。
煤的煤热解产物是一种多成分的气体，它们是由各种碳氢化合物组成的，主要有一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氢（H2）等。
煤热解气体作为碳氢能源资源也受到了许多研究者的重视，为人们带来了许多新的发展和运用可能性。
煤热解气体的主要产物受到煤热解条件的影响而有所不同。
主要受到温度、压力、氧化剂、助剂以及原料温度等参数的影响。
如果温度较低，则煤热解产生的气体以CO为主，而温度较高时，则气体中的CO2含量较多。
此外，气体中的碳氢比也会受到温度、压力和反应条件的影响，可在一定的温度下调整。
煤热解的动力学分析是研究煤热解过程中气体变化的一个重要手段。
在煤热解动力学分析中，必须考虑反应温度对煤热解气体组成的影响，同时考虑反应压力、氧化剂、助剂等参数的影响，这些参数可以由数值模拟的方法计算出来。
煤的热解最初的模型是由Hathaway于1962年首次提出的煤分解动力学模型，其中考虑了煤热解过程中气体组成随温度变化的影响。
根据实验数据，他提出了一个简单的关系式用于表示温度对煤分解气体组成的影响，这个关系式（称为Hathaway模型）也被广泛应用于煤热解动力学分析。
近年来，有关煤热解动力学的研究越来越多，提出了许多关于参数对煤热解气体组成的影响的新理论。
例如，Dixon等的研究表明，煤热解产生的气体组成与反应温度、反应压力和氧化剂的类型及浓度等有关，他们提出了一个综合的模型来表示煤热解气体的组成，并且实验证明了模型的正确性。
除此之外，在煤热解动力学分析领域还有许多新颖的进展，例如，对煤热解机理的深入研究和模拟，以及开发煤热解动力学模拟软件。
煤热解技术的发展为人们提供了更多可操作性和更多可能性，为未来煤热解技术的发展铺平了道路。
总之，煤热解气体是一种复杂的碳氢气体，煤热解的气体组成受到多种参数的影响，并且随着温度的变化而发生变化。
炭材料用煤沥青热解缩聚研究的开题报告
炭材料用煤沥青热解缩聚研究的开题报告一、选题背景：随着国家对能源资源与环境的越来越高的关注，煤炭资源的利用和清洁能源技术的发展成为当今研究的热点之一。
煤沥青是煤炭加工中的一种，常常被视作废弃物资，但是其含有一定量的炭素，所以有很大的潜力进行利用。
利用煤沥青制备炭材料，其性能优异，具有较高的热稳定性、红外透过率、阻燃性和导电性能等优点。
因此，研究煤沥青热解缩聚制备炭材料，不仅有利于提高煤沥青的利用效率，还对炭材料的制备和应用具有一定的推动意义。
二、研究内容：本研究以煤沥青为原料，通过热解缩聚技术制备炭材料。
主要研究内容包括：煤沥青的分离和纯化、煤沥青热解缩聚产物的分析、炭材料的表征及其性能测试等。
具体研究步骤如下：1.采集煤沥青样品并进行物理化学特性分析。
2.通过萃取法将煤沥青中的金属离子、杂质和溶质等物质去除，得到纯净的煤沥青。
3.在不同的热解缩聚条件下，对纯净的煤沥青进行处理，得到不同形貌、结构和性质的炭材料。
4.对制备的炭材料进行表征，包括形貌表征、结构表征、表面性质表征、热稳定性测试等。
5.测试炭材料的电导率、红外透过率、阻燃性能等性能，分析炭材料在光电、催化、阻燃等方面的应用前景。
三、研究意义：1. 通过研究煤沥青热解缩聚制备炭材料的工艺和性能，能够提高煤沥青的利用效率，提高其经济和社会效益。
2. 利用煤沥青制备炭材料，不仅可以促进炭材料的研究和应用，还可以探索新型碳材料的制备方法和应用领域。
3. 通过研究制备的炭材料的特性和性能，可以应用于多领域，如光电、催化、阻燃等领域，具有广阔的应用前景。
四、研究方法：本研究采用物理化学方法对煤沥青进行分离和纯化，煤沥青的热解缩聚则采用实验室封闭式反应釜，利用控制煤沥青热解缩聚过程的条件，制备出不同性质的炭材料。
对制备的碳材料进行形貌表征、结构表征、表面性质表征、热稳定性测试等，对炭材料的性能进行测试和分析。
五、预期成果：建立煤沥青热解缩聚制备炭材料的体系，并对所得到的炭材料进行毫米级、纳米级表征，对其性能进行深入的研究。
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K- 1
K2
1. 6447 369664
log( </ T 2m)
- 4. 5678
15
342
615 1. 6260 378225 - 4. 4016
20
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623 1. 6051 388129 - 4. 2879
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第 11 期
化 学 世 界
·5 71 ·
图 1 煤沥青于氮气下的 DT A 和 T G 曲线
水。从 150℃起 DT A 曲线趋向放热, 对应的 T G 曲线出现失重, 为低沸点、结构简单的轻 质 馏分 的分解 。36 0℃后 热解 速率 开始 加快 直 至 505℃又回至基线, 这一段对应的 T G 曲 线上有明显的失重, 可能是高沸点的结构复 杂的重质馏分分解。据文献报导[ 1, 2] 500℃以 后主要是煤沥青热缩聚反应, 全程总失重约 为 62% 。 2. 2 煤沥青于空气下的燃烧行为
1 陶 著, 许 斌. 碳素, 1987; ( 1) : 18-22 2 查庆芳, 徐英蓉等. 碳素, 1989; ( 1) : 27-33 3 亓玉台. 石油化工, 1995; 24( 11) : 808 4 张昌呜, 李爱美等. 碳素, 1987; ( 1) : 29-37 5 K issing er H E. A nal Chem , 1957; ( 29) : 1702 6 刘金香等. 化学学报, 1983; 41( 2) : 169
煤沥青 草酸钙: CaC2 O 4·H2O 分析纯
高纯氮气。
1. 2 热分析实验 1. 2. 1 仪器 日本岛津 DT -30 系热分析仪 1. 2. 2 条件 ( 在 氮气或 空气 中, 流速 为 30
ml/ min) : DT A: 量程: ±25 LV, 加热速率: 10 K/
min。参比物: A-A l2O 3 。 T G: 量程: ±10 mg 。加热速 率: 10 K/
0. 7272 = 0. 63n2
n = 1. 07
·57 2·
化 学 世 界
1998 年
图 3 峰形指数求取方法
即煤沥青分解反应级数为 1。 图 4 为不同加热速率下沥青分解 DT G
曲线, 表 2 列出了不同加热速率下 DT G 峰
值测量结果,
图
5
为
log (
</
T
2 m
)
对T1
12. 3 氮气 分解 150-480 61. 76 -
- 61. 76
由表 1 可见, 煤沥青燃烧和分解的总失
重率是一样的, 但热行为不同。煤沥青燃烧
DT G 曲线上明显分为两段, 燃烧温度最高达 1050℃, 说明煤沥青大致可分为轻质和重质
两部分: 轻质占总量的 26. 95% , 重质占总量
性, 对标准物质( 一水草酸钙) 脱水反应在不
同 加 热 速 率 下 用 DT G 进 行 了 跟 踪, 用
Kissing er 法计算其脱水反应 级数和脱水反
应活化能与文献值比较列于表 3。
表 3 反应活化能及反应级数测定比较
参数 n
本工作 K iss inger 法
1
文献值
Broid 法[ 6] K is singer 法[ 5]
用 DT A 和 T G 对煤沥青于空气下的燃 烧行为进行跟踪( 图 2) 。
图 2 煤沥青于空气下的燃烧 DT A 和 T G 曲线
由图 2 可见, 在其 DT A 曲线上 120℃以 前有一个小的吸热峰, 对应的 T G 曲线上有 微失 重, 是表面吸附水的脱除。在 175℃330℃温区出现一个放热峰, 对应的 T G 曲线 上有失重, 可能是煤沥青中轻质馏分的燃烧。 从 330- 510℃温区出现二个较尖 锐的放热 峰, 对应的 T G 曲线上有明显的失重, 可能为
d
1 T
=
-
E 2. 303R
( 2)
式 中: S—— 峰 形 指 数, n—— 反 应 级 数,
<—— 加热速 率( K / min ) , T m —— 峰 尖温 度
( K) , E —— 反应 活化能, R —— 理想气 体常
数。
根据式( 1) 反应级数可由峰形指数确定。
根 据式 ( 2) 测定 不同加热 速率下 的 T m 值,
作图。
图 4 不同加热速率下煤沥青分解 D T G 曲线 1 10K / min 2 15K / min 3 20K / mi n 4 30K / min 5 50K / min 表 2 不同加热速率下煤沥青
分解 DTG 峰值测定结果
< K / min
10
Tm
℃
K
335
608
T1m·103
T 2m
收稿日期: 1998. 2. 10
煤沥青热分解动力学研究
蔡云萍
何东波
( 辽宁省分析测试研究中心 沈阳 110010)
( 东北大学工业爆炸防护研究所 沈阳 110006)
摘 要 用热分析方法研究了煤沥青于氮和空气下的热行为, 用 Kissing er 法确定了 煤沥青的分解反应级数和反应活化能, 与此同时用同样的方法对标准物质——一水 草酸钙的脱水反应级数和活化能进行测定并得到与文献一致的结果, 确证由 Kissinger 法确定煤沥青分解动力学参数是可靠的。 关键词 煤沥青 热分析 Kissinger 法 活化能
沥青中重质馏分的燃烧。煤沥青于空气下的 燃烧和于氮气下的分解, T G 测定结果列于 表 1。
表 1 煤沥青燃烧和分解 TG 测定结果比较
试样量
温区 失重率 温区 失重率 总失重
气氛 反应
( mg)
( ℃) % ( ℃) % 率%
11. 5 空气 燃烧 230-450 26. 95 505-1050°34. 78 61. 73
1
1
E ( k J/ mol )
93. 63
85. 90
88钙脱 水反应级数和 反应活化能与文献值基 本一 致, 说明本工作确定的煤沥青分解反应级数 和反应活化能数据是可靠的。
致谢 本文是在中科院 大连化学物理所 刘金香教授 指导下进行的。特此致谢。
参考文献
·57 0·
化 学 世 界
1998 年
能稳定进行。 对仍在使用的白矿应进一步深入研究把
硼总收率提上去以延长矿山服务年限。对黑 矿则要在选矿有所突破, 把铀、铁、硼选出精 矿来, 应采用机械选矿和化学选矿同时并举 的措施。
总之白、黑两个资 源, 都要 综合利用 起
来, 多种经营, 以硼为主, 可以相信在不久的 将来, 我国的硼工业必将会在十五大精神的 指引下得以复苏昌盛。在国民经济的发展中 起着越来越大的作用, 硼工业美好的春天必 将会在我们的共同努力下早日到来。
用热分析对煤沥青热解过程的研究已有 一些报导[ 1- 3] , 但对其热解动力学 的报导却 不多[ 4] 。本文用热分析方法对煤沥青的热解 进行了研究, 并用 K issing er 法[ 5] 获得了煤沥 青热解反应级数和活化能, 为以煤沥青作原 料的各种加工工艺的设计提供依据。 1 实验 1. 1 样品
的 34. 78% 。而煤沥青的分解从 T G 曲线上
看只有一段, 说明煤沥青中的轻质和重质部
分于 480℃已分解完了。
2. 3 煤沥青分解动力学参数计算
煤沥青分解反应级数和反应活化能采用
Kissing er 法计算, 其线性化方程为:
S = 0. 63n2
( 1)
d[ lo g ( </ T 2m) ]
lg
</
T
2 m
对 1/ T
作图为一直线, 由直线斜率求
取活化能。
在不同 加热速率下对 煤沥青之分 解用
DT G 进行跟踪, 图 3 示意了由 DT G 峰确定
反应级数的方法。
先从 DT G 峰顶对峰底作垂线相交于点
A, 然后沿峰两侧作切线分别与峰底交于点 B 和 C, BA 段为 a, AC 段为 b, 求得峰形指数 S= 8/ 11= 0. 7272, 根据( 1) 式
煤沥青是炼焦工业的副产品。我国煤储 量极为丰富故拥有大量的煤沥青。由于它是 价格较低廉的多环芳烃群, 作为碳的一种资 源, 除做含碳材料的原料外, 在建筑、公路、汽 车、电炉炼钢及超高功率电极等方面均有较 重要的用途。特别是近年来, 由于沥青碳纤维 的开发, 使碳纤维价格大大降低, 从而使市场 对沥青的需求剧增, 因此开展对煤沥青物化 性能的基础研究对拓宽它的应用具有重要意 义。
修稿日期: 1998. 7. 14
可以看出: 煤沥青分解 DTG 峰温随加热速
率的增高而增高,
log(
</
T
2 m
)
与T1
的作图呈很
好的直 线关系, 其斜 率为 96×103, 由式( 2)
计算 煤沥 青分 解反 应活 化能为 183. 63kJ/
mol 。
图
5 lo
g
(
</
T
2m)
与
1 T
的关系
为确证煤 沥青分解动力学参数的 可靠
min。 DT G: 量程: ±5 mV/ m in。加 热速 率:
10、15、20、30 和 50 K/ min。 2 结果与讨论 2. 1 煤沥青于氮气下的分解行为
为考察煤沥青于氮气下的分解行为, 首 先用 DT A 和 T G 对煤沥青于氮气下的分解 进行了跟踪, 图 1 为煤沥青于氮气下的 DT A 和 T G 曲线, 可以看出在其 DT A 曲线 上在 室温至 120℃有一个很小的吸热峰, 对应的 T G 曲线上稍有失重可能是脱出微量的表面