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      微型流化床反應(yīng)動力學(xué)分析儀研制成功

      發(fā)布日期:2022-07-14 點擊率:73

        近日,過程工程所許光文研究員主持的中科院重大科研裝備研制項目“微型流化床反應(yīng)動力學(xué)分析儀研制”通過驗收。

        化工、冶金、能源、材料、環(huán)境等領(lǐng)域涉及大量氣固反應(yīng),通常通過熱重分析儀測試其反應(yīng)特性,推導(dǎo)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)。但是,熱重分析不能在線供給固體反應(yīng)物,升溫速度緩慢,受氣體擴散影響嚴重。因此,許光文研究員于2006年提出利用微型流化床作為反應(yīng)器的氣固反應(yīng)動力學(xué)測試思想,以克服上述熱重分析方法的弊端,通過檢測反應(yīng)生成氣的典型組成隨反應(yīng)時間的變化,測試任意溫度下的氣固反應(yīng)速度,分析推導(dǎo)反應(yīng)動力學(xué)。

        在中國科學(xué)院儀器研制專項資金的支持下,許光文研究員的課題組通過與國產(chǎn)熱重分析儀專業(yè)企業(yè)——北京恒久科學(xué)儀器公司合作,經(jīng)過兩年多的努力工作,成功研制了微型流化床反應(yīng)動力學(xué)分析儀(MFBK: Micro Fluidized Bed Kinetic analyzer)的樣機(見圖),并實現(xiàn)與在線微型質(zhì)譜檢測儀的聯(lián)用,經(jīng)系統(tǒng)試驗,獲得了系列新型測試結(jié)果,展現(xiàn)出它的優(yōu)點和應(yīng)用潛力。

        MFBK適用于顆粒物料參與及顆粒催化劑催化的所有氣固反應(yīng),包括化工(化學(xué)品分解、氧化、還原、加氫);冶金(礦石還原、焙燒);能源(煤/生物質(zhì)熱解、燃燒、氣化、碳化);材料(發(fā)射藥/炸藥分解、爆炸);環(huán)境(固廢熱解/燃燒/氣化、廢氣吸收/氧化/吸附)。它有效克服了熱重分析的升溫速度慢、擴散影響大等弊端,通過在線顆粒反應(yīng)物供給,實現(xiàn)了任意溫度下氣固(顆粒)反應(yīng)速度的測試,并提供了分析反應(yīng)參數(shù)、揭示反應(yīng)機理,特別是適合于快速顆粒反應(yīng)測試的功能。

        MFBK作為一種新型固體(顆粒)反應(yīng)測試儀器,具有快速升溫、趨近顆粒反應(yīng)本征、易于操作,結(jié)果準確,重復(fù)性好等優(yōu)點。其良好的功能及其與質(zhì)譜的匹配性,引起了美國AMETEK質(zhì)譜分析儀制造公司的興趣。雙方為此簽訂了合作研發(fā)協(xié)議,研制偶聯(lián)AMETEK在線質(zhì)譜分析儀的集成化微型流化床反應(yīng)分析儀器,北京科技大學(xué)于2009年4月訂購了該儀器。

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