浸后铝用阳极焙烧热解行为研究

发布时间：2022-01-14 17:28

　　采用Coats-Redfern近似的热解动力学分析模型,对浸后阳极进行了热重分析,比较三种升温速度下试样的失重特点。结果表明,浸后阳极失重过程分为三个阶段,降低升温速度可使沥青热解反应提前开始,并提前结束,减少热分解量,降低最大失重速率,提高残炭率。在沥青热解反应第二阶段适当降低升温速度,确保热解反应充分完成,有助于提高浸后焙烧后阳极的增重率以及各项物化性能,而在热解反应的第一阶段（室温～200℃）以及第三阶段（550～750℃）可适当提高升温速度,以减少浸后焙烧周期,减少焙烧能耗。浸渍剂沥青的热解反应属于一级反应,随着升温速度的降低,活化能呈减少趋势,反应更加容易进行,反应更充分。 

【文章来源】：应用化工. 2020,49(11)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

阳极试样中沥青的TG/DTG曲线(升温速率15 ℃/min)

沥青的热解TG和DTG曲线见图2。图2反映的失重规律与图1相似,也是明显的呈现出三个阶段,但是三个失重阶段的温度节点不同,无论是第一阶段结束的温度点,还是第二阶段结束的温度点,亦或者最快失重点,这些温度节点都提前了,第一阶段的结束温度为175 ℃,提前了 25 ℃;第二阶段的结束温度为560 ℃,提前了 20 ℃;最快失重点为390 ℃,提前了20 ℃。可知随着升温速率的下降,沥青热解反应会提前开始,并提前结束。另外,最大失重速率降为0.287%/℃,第二阶段的失重率减少为49.04%,最终的残炭率增加为46.68%,说明降低升温速率,会减少沥青挥发物的逸出,增加化合物缩聚反应的机会,提高残炭率,这对提高阳极理化性能是有利的。

三种升温速度下的沥青反应转化率见图3。由图3可知,三条曲线都是两头平缓,中间陡峭,表明热解反应规律为:低温段反应速率较慢,随着温度上升,反应速度急速上升,在350～400 ℃之间达到最大,之后在高温区又逐渐减缓,这与之前的热重分析结果相符,350～400 ℃也是最快失重点所在的区域。另外,降低升温速度会使沥青热解反应提前,在150～350 ℃之间,低升温速率带来的反应提前量逐渐增大,350 ℃之后反应提前量又逐渐被弥平,高升温速率的热分解量逐渐接近并超过低升温速率下的热分解量。导致高升温速度下本应在低温段完成的热解反应被推迟到高温段完成,带来的直接后果就是高温段分解量急剧增加。需要注意的是,降低升温速度会使沥青的残炭率提高,这是因为低升温速度下,沥青中的低分子组分有更充足的时间完成聚合反应,而在高升温速度下,这些组分会快速分解逸出。对15,10,5 ℃/min三种升温速度下的残炭率的测定结果分别为:39.61%,46.68%和50.94%。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3588914