熱解動(dòng)力學(xué)計(jì)算-資料下載頁(yè)
2025-08-05 10:10本頁(yè)面
【正文】 ：①化學(xué)結(jié)合水：濕分與物質(zhì)間的離子或分子結(jié)合能量級(jí)為5000J/mol；②物理化學(xué)結(jié)合水：吸附或滲透能量級(jí)為3000J/mol，只有變成蒸汽才能除去；③物理機(jī)械結(jié)合水：毛細(xì)管中的水分屬于此類，結(jié)合能量級(jí)僅為100J/mol[39]。可用污泥的差熱分析來計(jì)算污泥與水的結(jié)合能，從而計(jì)算污泥與水的結(jié)合形式。對(duì)于脫水污泥來說，自由水分和一部分間隙水分已經(jīng)去除[4041]。污泥水分與顆粒結(jié)合能的概念定義為污泥中水分氣化需能量與等重純水氣化需能量的差值，可以由DTG與DTA的同步分析數(shù)據(jù)經(jīng)熱力學(xué)計(jì)算獲得。其中微商熱重法（Derivative Thermogravimetry,DTG）或稱導(dǎo)數(shù)熱重法是紀(jì)錄TG曲線對(duì)溫度或時(shí)間的一階倒數(shù)的一種方法，即質(zhì)量變化速率作為溫度或時(shí)間的函數(shù)被連續(xù)記錄下來。差熱分析（DTA）是在溫度程序控制下，測(cè)量物質(zhì)的溫度T和參比物溫度Tr溫度差和溫度關(guān)系的一種技術(shù)。DTA曲線峰面積與試樣焓有關(guān)，Speil公式的表達(dá)式為： （）式中，—峰面積； —式樣中活性物質(zhì)的質(zhì)量； —單位活性物質(zhì)的焓變；—系數(shù)，與樣品支持器的幾何形狀、試樣和參比物在儀器中的放置方式和導(dǎo)熱系數(shù)、反應(yīng)的溫度范圍以及實(shí)驗(yàn)條件和操作有關(guān)，做熱量測(cè)定時(shí)，需要進(jìn)行標(biāo)定。 儀器K值的標(biāo)定采用銦、二氧化硅、碳酸鍶三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定K值。 DTA溫度校核標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)平衡溫度(0C)DTA平均值外推起始溫度(0C)峰溫銦157154159二氧化硅573571574碳酸鍶925928938。 K值的標(biāo)定試樣分子量熔化熱熔點(diǎn)(K)峰面積質(zhì)量ΔH(熔化熱/分子量)K銦3263154二氧化硅711572碳酸鍶19665932 K值的擬合。擬合曲線為y=10 (5) x，相關(guān)系數(shù)R2=。用熱分析分析季戊四醇和硝酸鉀，分析得到的DTA曲線，K值由上面的擬合曲線來計(jì)算得出。根據(jù)式（）可得到 值。 實(shí)驗(yàn)焓值與文獻(xiàn)焓值的比較試樣相變溫度(0C)試驗(yàn)焓值文獻(xiàn)焓值季戊四醇182硝酸鉀129，試驗(yàn)值與實(shí)際值相差不大，因此可通過這種求K值的方法來計(jì)算污泥中水的結(jié)合能量值。 污泥與水結(jié)合能的計(jì)算 結(jié)合能量的計(jì)算實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目升溫速率質(zhì)量外推起始溫度峰面積計(jì)算K能量(J/g)結(jié)合能量(J/g)水1074污泥1047結(jié)合熱分析儀器的特點(diǎn)，即在升溫速率為100C/min時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比較精確，因此取升溫速率為100C/min時(shí)的結(jié)合能量， J/g，為1814J/mol，根據(jù)上文關(guān)于污泥中水結(jié)合能量的闡述，可知脫水污泥中的水主要屬于物理機(jī)械結(jié)合水，即毛細(xì)管水分，這與多孔介質(zhì)中水的分布形式闡述是一致的。 小結(jié)，，如果污泥的水分為物理化學(xué)結(jié)合水，由上文可知，其結(jié)合能為3kJ/mol，如果為物理機(jī)械結(jié)合水，,～。因而，偏高，而根據(jù)Piloyan法計(jì)算的能量值最高為23kJ/mol，偏低，用在估計(jì)的結(jié)合能量范圍內(nèi)，因而可認(rèn)為用Kissinger法和ASTM法計(jì)算的值比較合理。～，～，符合關(guān)于污泥與水結(jié)合能量的假設(shè)，因此，可認(rèn)為關(guān)于污泥與水之間的能量值用熱分析法來分析計(jì)算是合理的。而且熱分析計(jì)算出的表觀活化能可近似認(rèn)為是污泥干燥過程中需要吸收的能量。
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