微型流化床中的等温微分反应特性

利用自主研制微型流化床反应分析仪（MFBRA），针对石墨燃烧反应研究该仪器的等温微分反应特性．测试结果表明：MFBRA最大程度地抑制了内外扩散作用，利用等温方法求算的石墨燃烧反应的活化能为160～170kJ／mol，指前因子10^6S^-1，证明石墨燃烧符合成核与生长机理模型．利用热重程序升温的测试结果与该MFBRA测试结果基本一致，表明MFBRA所测试的石墨燃烧动力学参数及基于此分析建立的机理模型的准确性，也证明了微型流化床反应分析仪具有等温微分反应特性．对比热重非等温与MFBRA等温动力学求算方法还揭示了：等温动力学方法可将反应速率常数和模型函数分离，大大地简化了求算过程，提高了动力学参数的准确性

微型流化床反应分析仪中煤半焦水蒸气气化反应特性

制备了在液氮中急速冷却和在氩气中自然冷却的两种半焦，采用扫描电镜（SEM）、N2吸附仪、红外光谱分析仪（FTIR）、X射线衍射仪（xRD）等方法系统比较了两种半焦的结构，并利用中国科学院过程工程研究所研发的微型流化床等温反应分析仪（MFBRA）研究包括动力学在内的水蒸气气化反应特性。研究发现：急速冷却半焦（Char-Q）具有更大的比表面积和更小的平均孔径，而自然冷却半焦（Char-S）的石墨化程度更高。在MFBRA中进行的气化反应结果揭示了Char-Q具有更快的反应速率。且比较通过等转化率法算出的活化能发现：Char-S水蒸气气化反应的活化能更大。利用MFBRA不仅求得了半焦水蒸气气化的总C转化的反应活化能（总体动力学），而且获得了生成各气体组分的反应（实际上为多个反应构成的体系）的活化能，实现了半焦水蒸气气化反应分析。因此，选择Char-Q作为分析试样更能反映真实热态半焦的气化行为，而MFBRA为深入研究涉及水蒸气参与的微分反应特性提供了有效的仪器与方法

微型流化床反应分析仪中煤半焦水蒸气气化反应特性

制备了在液氮中急速冷却和在氩气中自然冷却的两种半焦，采用扫描电镜（SEM）、N2吸附仪、红外光谱分析仪（FTIR）、X射线衍射仪（xRD）等方法系统比较了两种半焦的结构，并利用中国科学院过程工程研究所研发的微型流化床等温反应分析仪（MFBRA）研究包括动力学在内的水蒸气气化反应特性。研究发现：急速冷却半焦（Char-Q）具有更大的比表面积和更小的平均孔径，而自然冷却半焦（Char-S）的石墨化程度更高。在MFBRA中进行的气化反应结果揭示了Char-Q具有更快的反应速率。且比较通过等转化率法算出的活化能发现：Char-S水蒸气气化反应的活化能更大。利用MFBRA不仅求得了半焦水蒸气气化的总C转化的反应活化能（总体动力学），而且获得了生成各气体组分的反应（实际上为多个反应构成的体系）的活化能，实现了半焦水蒸气气化反应分析。因此，选择Char-Q作为分析试样更能反映真实热态半焦的气化行为，而MFBRA为深入研究涉及水蒸气参与的微分反应特性提供了有效的仪器与方法

微型流化床中的等温微分反应特性

利用自主研制微型流化床反应分析仪(MFBRA),针对石墨燃烧反应研究该仪器的等温微分反应特性.测试结果表明:MFBRA最大程度地抑制了内外扩散作用,利用等温方法求算的石墨燃烧反应的活化能为160～170kJ/mol,指前因子106s-1,证明石墨燃烧符合成核与生长机理模型.利用热重程序升温的测试结果与该MFBRA测试结果基本一致,表明MFBRA所测试的石墨燃烧动力学参数及基于此分析建立的机理模型的准确性,也证明了微型流化床反应分析仪具有等温微分反应特性.对比热重非等温与MFBRA等温动力学求算方法还揭示了:等温动力学方法可将反应速率常数和模型函数分离,大大地简化了求算过程,提高了动力学参数的准确性

微型流化床与热重测定煤焦-CO_2气化反应动力学的对比研究

对微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)测定煤焦与CO2的等温气化反应动力学进行了比较。在最小化气体扩散影响的条件下,半焦在MFBRA中的气化反应速率比TGA中大,且在转化率为0.15时有最大值。缩核模型能很好地描述半焦的气化行为。在760～1 000℃,半焦气化分两个阶段:在低温段,利用MFBRA和TGA求取的反应活化能基本相同,验证了MFBRA在求取反应动力学数据方面的有效性和可靠性;在高温段,MFBRA测定的反应活化能较大,说明其受扩散的抑制作用较小。相同温度下通过MFBRA求取的效率因子明显较大,这同其较快的反应速率相一致。上述差异充分说明了反应器类型对测试的(表观)反应动力学有显著影响

微型流化床与热重测定煤焦-CO_2气化反应动力学的对比研究

对微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)测定煤焦与CO2的等温气化反应动力学进行了比较。在最小化气体扩散影响的条件下,半焦在MFBRA中的气化反应速率比TGA中大,且在转化率为0.15时有最大值。缩核模型能很好地描述半焦的气化行为。在760～1 000℃,半焦气化分两个阶段:在低温段,利用MFBRA和TGA求取的反应活化能基本相同,验证了MFBRA在求取反应动力学数据方面的有效性和可靠性;在高温段,MFBRA测定的反应活化能较大,说明其受扩散的抑制作用较小。相同温度下通过MFBRA求取的效率因子明显较大,这同其较快的反应速率相一致。上述差异充分说明了反应器类型对测试的(表观)反应动力学有显著影响

微型流化床与热重测定煤焦-CO_2气化反应动力学的对比研究

对微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)测定煤焦与CO2的等温气化反应动力学进行了比较。在最小化气体扩散影响的条件下,半焦在MFBRA中的气化反应速率比TGA中大,且在转化率为0.15时有最大值。缩核模型能很好地描述半焦的气化行为。在760～1 000℃,半焦气化分两个阶段:在低温段,利用MFBRA和TGA求取的反应活化能基本相同,验证了MFBRA在求取反应动力学数据方面的有效性和可靠性;在高温段,MFBRA测定的反应活化能较大,说明其受扩散的抑制作用较小。相同温度下通过MFBRA求取的效率因子明显较大,这同其较快的反应速率相一致。上述差异充分说明了反应器类型对测试的(表观)反应动力学有显著影响