熱解動力學(xué)計算-文庫吧
2025-07-21 10:10 本頁面
【正文】 5℃/min時的曲線擬合圖 10℃/min時的曲線擬合圖 15℃/min時的曲線擬合圖求污泥在不同升溫速率下的表觀活化能E。 不同升溫速率的活化能值升溫速率3℃/min5℃/min10℃/min15℃/minE（KJmol1）A(min1)10121010109108由不同干燥速率下的表觀活化能可知，當(dāng)污泥干燥的表觀活化能和指前因子在污泥干燥升溫速率較小時，受干燥速率影響較大；而在污泥干燥速率較大時，受污泥干燥速率影響不大。這就要求在設(shè)計干燥流程時，不能只考慮效率，還應(yīng)該考慮到能源消耗。為慎重起見，又在北京熱天平上做實(shí)驗驗證這一結(jié)論。采用的污泥是大連開發(fā)區(qū)污水處理二廠的污泥，經(jīng)過擬合結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)采用來擬合干燥過程時，～擬合關(guān)系接近于線性，℃/min 、5℃/min和10℃/min，其中5℃/min和10℃/、： 升溫速率為50C/min時的擬合曲線 升溫速率為100C/min時的擬合曲線。 脫水污泥的干燥擬合曲線表達(dá)式升溫速率擬合曲線y=a+bx相關(guān)系數(shù)r℃/minY1=5℃/minY2=10℃/minY3=。 脫水污泥不同升溫速率的活化能升溫速率℃/min5℃/min10℃/minE（KJmol1）A(min1)10161012109對熱分析來說，活化能的物理意義是使反應(yīng)物中不能反應(yīng)的非活化能分子激發(fā)為能反應(yīng)的活化分子這一過程所需要吸收的能量。由于研究的是脫水污泥干燥的參數(shù)，而脫水污泥中的自由水分可視為已經(jīng)除去，因此污泥干燥熱分析計算出的污泥表觀活化能可視為污泥在一定溫度下除去所含水分所需要吸收的能量。由試驗分析結(jié)果可知，計算出的活化能數(shù)值差別較大，這可能是因為試樣用量，試驗儀器等差別造成，但實(shí)驗結(jié)果可以反映出一個趨勢，那就是污泥的表觀活化能值隨升溫速率的提高呈降低趨勢，這是因為污泥在較高升溫速率干燥時，平均干燥溫度較高，而污泥在較高溫度干燥時，水分轉(zhuǎn)變成水蒸汽逸出只需吸收較小的能量，這也說明了溫度提高對干燥的重要作用。 脫水污泥的差熱動力學(xué)分析分析用的污泥采用的是大連開發(fā)區(qū)給排水廠的污泥。，。在DTA曲線中，升溫速率對DTA曲線影響較大。當(dāng)升溫速率增大時，單位時間產(chǎn)生的熱效應(yīng)增大，峰值溫度通常向高溫方向移動，峰的面積也會增加。 差熱分析的基本原理差熱分析儀的基本原理為：處在加熱爐和均熱塊內(nèi)的試樣和參比物在相同的條件下加熱，爐溫的程序控制由控溫?zé)犭娕急O(jiān)控。試樣和參比物之間的溫差通常用對接的兩支熱電偶進(jìn)行測定。熱電偶的兩個接點(diǎn)分別與盛裝試樣和參比物坩堝底部接觸。由于熱電偶的電動勢與試樣和參比物之間的溫差成正比，溫差電動勢經(jīng)放大后由記錄儀直接把試樣和參比物之間的溫差記錄下來，同時記錄儀也記錄下試樣的溫度和時間，這樣就可以得到差熱分析曲線[34]。在測定時所采用的參比物是在測定條件下不產(chǎn)生任何熱效應(yīng)的惰性材料，本實(shí)驗中所用的參比物是Al2O3。 典型的DTA曲線干燥過程中的污泥由于水分蒸發(fā)，需要吸收熱量，發(fā)生吸熱效應(yīng)，差示電動勢小于零。試樣和參比物之間溫差的變化是由試樣相對于參比物而產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起的。即試樣所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與差熱曲線的峰面積S成正比，如式（）所示： （）設(shè)的DTA曲線總面積為S，的DTA曲線面積為。由于干燥進(jìn)行程度可直
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