Ügyfél SIKERES TÖRTÉNET
A NETZSCH szimultán termikus analizátorok használata szilárd hulladékok energiaanyaggá történő átalakítására
Olvassa el legújabb ügyfélsikertörténetünket Guozhao Ji professzor, Dalian University of Technology, Kína! A történet a szilárd hulladékok értékes termékekké történő átalakításáról szól a NETZSCH szimultán termikus analizátor (STA) segítségével. A témában több tudományos cikk is megjelent.
Az 1986-ban születettDr. Guozhao Ji 2014-ben szerzett PhD fokozatot vegyészmérnöki szakon az ausztráliai Queenslandi Egyetemen. MS és BS gépészmérnöki diplomáját a Kínai Népköztársaság Északkeleti Egyetemén szerezte 2010-ben, illetve 2008-ban. Jelenleg docensként a Dalian Műszaki Egyetem Környezettudományi és Technológiai Karán dolgozik Kínában. Dr. Ji kutatási területei közé tartozik a szilárd hulladékok elgázosítása, a termokémiai átalakítások kinetikai modellezése, a magas hőmérsékletűCO2-leválasztás, valamint a termokémiai folyamatokban alkalmazott számítási áramlástani alkalmazások. Több mint 100 referált folyóiratban megjelent publikáció, két könyv és három könyvfejezet szerzője, több mint 3200 idézéssel és 35 H-indexszel.
A következőkben Dr. Guozhao Ji betekintést nyújt a szilárd hulladék energiává alakításával kapcsolatos kutatásaiba.
“A NETZSCH STA műszerek segítségével végzett pontos mérésekkel megbízható összehasonlítást kapunk az általunk készített anyagokról, ami nemcsak az anyagok kiválasztását könnyíti meg, hanem útmutatást vagy irányt ad a funkcionális anyagkészítéshez is.”
Dr. Guozhao Ji: "A DUT szilárd hulladékok újrahasznosításával foglalkozó laboratóriumában a szilárd hulladékok termokémiai reakciók segítségével történő átalakítása olyan nagy értékű termékekké, amelyeket az energia-, környezet- és anyagiparban lehet felhasználni. A laboratórium a szilárd hulladékok kezelésével kapcsolatos megoldásokat, berendezéseket és anyagokat kínál.
2019-benCO2-szorbens mintákat küldtünk a NETZSCH Scientific Instruments Trading (Shanghai) Ltd. részére, és a NETZSCH nagyon professzionális vizsgálati szolgáltatást nyújtott. Ez a fantasztikus tapasztalat elősegítette további együttműködésünket a NETZSCH címmel. 2020-ban laboratóriumunk megrendelt egy NETZSCH STA 449 F3 készüléket, amelyet elsősorban szerves szilárd hulladékok bomlási viselkedésének vizsgálatára szántak. 2021-ben laboratóriumunk vásárolt egy STA 2500-at a szilárd hulladékok elgázosításának fokozására használt funkcionális anyagainkCO2-Szorpciós folyamatA szorpció olyan fizikai és kémiai folyamat, amelynek során egy anyag (általában gáz vagy folyadék) egy másik fázisban vagy két fázis határán halmozódik fel. A felhalmozódás helyétől függően megkülönböztetünk abszorpciót (felhalmozódás egy fázisban) és adszorpciót (felhalmozódás a fázishatáron).szorpciós viselkedésének vizsgálatára. 2023-ban vásároltunk egy NETZSCH DSC 404 F3 készüléket, amely a szerves hulladékok pirolízise során a termodinamikai információk mérését, valamint a szervetlen hulladékok fázisátalakulásának azonosítását segíti a hőkezelési folyamat során."
Dr. Ji, melyek voltak a konkrét kihívások, amelyekkel az Ön cége szembesült, mielőtt a mi megoldásainkat használta volna és/vagy milyen kérdéseket vagy problémákat akart megoldani velük?
- "Pontos hőmérséklet-szabályozás: Kifejlesztettünk egy funkcionális anyagot, amelyet szerves hulladék elgázosítására használunk. Ennek az anyagnak el kell fogniaa CO2-t gázosítási körülmények között, és a regenerálási körülmények között felszabadulóCO2-t is. Az elgázosítási és a regenerálási körülmények közötti fő különbség a hőmérséklet. Elgázosítás esetén a hőmérséklet 700°C körül van, regenerálás esetén pedig nagyjából 900°C. Ahhoz, hogy funkcionális anyagunk teljesítményét mérni tudjuk, gyakran, gyorsan és pontosan kell váltogatnunk a hőmérsékletet.
- Large tömegminta: Elsősorban szerves hulladékok hőkezelésével foglalkozunk, és a szerves hulladék tulajdonsága egy bizonyos tartományon belül változik. A valódi szerves hulladék gyenge egyenletessége miatt a TGA-vizsgálati eredmények változhatnak, ha minden alkalommal csak néhány milligramm tömegű mintát veszünk. A hulladék-alapanyag reprezentativitásának fokozása érdekében nagyobb mintamennyiséget kell vennünk, amely jobban magában foglalná a szerves hulladék minden részét."
Miért a NETZSCH címet választotta ?
"A NETZSCH márka jó hírnévnek örvend a kutatás területén. A napi munkánk során hatalmas kutatási cikkeket olvasunk, és a NETZSCH a leggyakrabban előforduló márka a termogravimetriás elemzésre vonatkozó részekben a kutatási folyóiratok cikkeiben.
Ezenkívül a NETZSCH műszerek pontos hőmérséklet-szabályozással, rámpázási sebességgel és gázkörnyezettel rendelkeznek, ami lehetővé tette funkcionális anyagunk hatékony ciklikus tesztelését. Korlátozott felmérésünk alapján a NETZSCH tette lehetővé a legnagyobb mintamennyiséget, ami stabilabb vagy megismételhetőbb eredményeket biztosított a szilárd hulladék Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlásáról."
Kérjük, adjon egy konkrét példát arra, hogyan használta fel megoldásainkat.
Egy példa erre a hulladék gumiabroncsok termikus lebomlási viselkedése.
"Ahogy az autók egyre jobban elterjedtek és a gumiabroncsgyártás világszerte fejlődött, jelentős mennyiségű hulladék gumiabroncs keletkezett az elhasználódás után. Ökológiai toxicitásuk és lebomlással szembeni ellenállásuk miatt a hulladék gumiabroncsok veszélyt jelenthetnek az emberi egészségre és a környezetre. A hulladék gumiabroncsok kezelésének ígéretes módja a PirolízisA pirolízis szerves vegyületek termikus bomlása inert atmoszférában.pirolízis, amely nem csak a hulladék minimalizálását teszi lehetővé, hanem értékes termékeket, például szingázt, fűtőolajat és szenet is termel. A termogravimetriás analízist (TGA) hatékony technológiának tekintik a hulladék gumiabroncs PirolízisA pirolízis szerves vegyületek termikus bomlása inert atmoszférában.pirolízis termikus viselkedésének vizsgálatára, beleértve a kezdeti hőmérsékletet, a véghőmérsékletet és a pirolízisreakció csúcshőmérsékletét stb.; ez segít megérteni a PirolízisA pirolízis szerves vegyületek termikus bomlása inert atmoszférában.pirolízis folyamatát, és hozzájárul a pirolízisreaktor tervezéséhez és a folyamat optimalizálásához. A TGA-kísérleteket a NETZSCH STA 2500 és a NETZSCH STA 449 F3 segítségével végeztük. Körülbelül 6 mg alapanyagot töltöttünk egy Al2O3kerámia tégelybe, és szobahőmérsékletről 600 °C-ra hevítettük három fűtési sebességgel: 10, 20 és 30 °C percenként. Hordozógázként nitrogént használtunk 200 ml-min-1 áramlási sebességgel."
A hulladék gumiabroncs termikus lebomlási viselkedését az 1. ábra mutatja. Világos, hogy a hulladék gumiabroncs fő pirolízisreakciója a 200°C és 500°C közötti hőmérséklet-tartományban játszódott le, 64%-os tömegveszteséggel. A DTG-görbéken megfigyelt két csúcs, amelyek a 300°C ~ 410°C és a 410°C ~ 450°C hőmérséklettartományban helyezkedtek el, a hulladék gumiabroncs fő összetevőjének, a természetes gumi és a szintetikus gumi lebomlásának feleltek meg. A fűtési sebesség növekedésével a pirolízisreakció kezdeti hőmérséklete(Ts), a maximális tömegveszteségnek megfelelő hőmérséklet(Tmax) és a pirolízisreakció véghőmérséklete(Te) mind növekvő tendenciát mutatnak (1. táblázat).
Táblázat. Pirolízisjellemzők; a hulladék gumiabroncs PirolízisA pirolízis szerves vegyületek termikus bomlása inert atmoszférában.pirolízisének paraméterei három különböző fűtési sebességnél
Fűtési sebesség (◦C-min-1) | Ts(◦C) | Tmax(◦C) | Te(◦C) |
10 | 288 | 375 | 524 |
20 | 298 | 388 | 530 |
30 | 308 | 395 | 544 |
A CaO-alapú szorbensek széleskörű alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek az égetés előtti szén-dioxid-leválasztásban. Egy tipikus gőzreformáló hidrogéntermelő reakcióban a CaO-alapú szorbensek hozzáadása eltávolíthatja a helybenkeletkező CO2-t , megbontva ezzel a termodinamikai egyensúlyt és növelve a reakció hajtóerejét, ezáltal a reakciót a hidrogéntermelés irányába tolva el. Ez javítja aH2 koncentrációját és hozamát. Szinteresedési hajlamuk miatt azonban magas Tamman-hőmérséklettel rendelkező inert stabilizátorokat kell dózerolni.
A Ca alapúCO2-szorbenseknél jellemzően a karbonizációs és kalcinálási reakciók során N2 vagyCO2 atmoszférában , magas hőmérsékleten (650°C-850°C) bekövetkező súlyváltozások vizsgálatára van szükség, hogy tükrözzék az anyagCO2-adszorpciós teljesítményét és adszorpciós kinetikáját. Ebben a tanulmányban acélsalakot és mészkövet kevertek acélsalak alapú szorbensek előállításához. Az acélsalak-alapú szorbensek adszorpciós teljesítményét TGA (NETZSCH STA 449 F5 ) segítségével vizsgáltuk.
Az eredmények a következők:
"Amint a 2. ábrán látható, a tiszta CaOCO2-adszorpciós kapacitása gyorsan csökken (0,293CO2/g szorbensről 0,097CO2/g szorbensre), míg a 2 mol/l kezdeti savkoncentrációval készített szorbens adszorpciós kapacitása jelentősen csökkentett csökkenési ütemet mutat. Továbbá az acélsalak adalékolás arányának növekedésével a szorbens stabilitása is javul. Az acélsalak-alapú szorbensek 30 cikluson keresztül jobb általánosCO2-abszorpciós teljesítményt mutatnak. A 3. ábra az adszorpciós sebességének változását is szemlélteti. Kezdetben a CaO egyértelmű előnyt mutat az adszorpciós sebességben. A ciklusszám növekedésével azonban a CaO adszorpciós sebessége jelentősen csökken, és végül egy alacsonyabb szinten stabilizálódik. Ezzel szemben az acélsalakkal adalékolt szorbensek jelentős javulást mutatnak, a hatás a ciklusszám növekedésével egyre kifejezettebbé válik."
Hogyan használta fel a kapott eredményeket?
"A NETZSCH STA 2500 és STA 449 F3 nagyon pontos és gyors hőmérséklet-szabályozással rendelkezik. Ez a hőmérsékletingadozás-szabályozás nagyon hasznos és hasznos a hulladékelgázosításhoz használt funkcionális anyagaink tesztelése során.
A NETZSCH készülékekkel végzett pontos méréssel megbízható összehasonlítást kapunk az általunk készített anyagokról, ami nemcsak az anyagok kiválasztását könnyíti meg, hanem útmutatást vagy irányt mutat a funkcionális anyagok elkészítéséhez. Több mint 50 kutatási cikket publikáltunk olyan folyóiratokban, mint például az Energy & Environmental Science, Environmental Science & Technology, Chemical Engineering Journal, Fuel Processing Technology, Journal of Cleaner Production stb."
.
Önnek is van tapasztalata ügyfélszolgálatunkkal és ügyfélszolgálatunkkal kapcsolatban?
"Igen, és azt mondanám, hogy több mint nagyszerű tapasztalatokkal. Haiming Zhang úr és Shenjun Sheng asszony korlátlan segítséget nyújtottak, mielőtt ténylegesen megvásároltuk volna a NETZSCH műszereket. A NETZSCH STA 2500 és STA 449 F3 megvásárlása után mindig gyors választ kaptunk Shuaitao Zeng úrtól, ha kérdésünk volt.
A 2023. május 9-én Daliánban tartott szeminárium is nagyszerű esemény volt. A diákjaim és én nagyon átfogó, gyakorlatias és hasznos információkat kaptunk a mérnököktől és szakértőktől."
Dr. Ji, köszönjük szépen ezt a pozitív visszajelzést!
Hogyan képzeli el a jövőbeni együttműködést velünk? Vannak új kihívások, amelyekkel szeretne foglalkozni?
"A következő téma, amelyben szeretnék tovább együttműködni a NETZSCH címmel, a szerves hulladék gázosításának vizsgálata lehet a TGA-kemencébe gőz hozzáadásával. Jelenleg nem rendelkezünk ehhez elegendő finanszírozással, de előbb-utóbb a rendelkezésre álló finanszírozással ilyen típusú vizsgálatokat fogunk végezni.
A második, amivel szeretnék foglalkozni, az a gyors hevítés, amely megfelelhetne a valós forgatókönyvek hevítési sebességének. Nagyon szeretnénk mérni a szerves hulladék bomlási viselkedését, amikor az a reaktorokban hőhordozókkal érintkezik. Ilyen helyzetekben a fűtési sebesség elérheti a 102~103 K s-1 értéket. Ennek a fűtési sebességnek a pontos tömegméréssel történő elérése nagy forradalmi lépés lesz a hulladékkezelésben."
