Способ измерения кинетических параметров пиролиза твердых веществ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО,02 51 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ЕННЫИ КО ЗОБРЕТЕНИ ГОСУД ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им. В.И.Ленина(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХПАРАИЕТРОВ ПИРОЛИЗА ТВЕРДЫХ ВЕЦЕСТВ(57) Изобретение относится к способам теплофизических измерений и может быть использовано в пиролитической газовой хроматографии и массспектрометрии для определения кинетических параметров пиролиза твердыхвеществ. Целью изобретения являетсяповынение воспроизводимости результатов измерений. Это достигается адаптацией. режима нагрева относительнонормируемых параметров образца и нагревателя. На поверхность нагревателя наносят образец фиксированной массы и пропускают через него суперпозицию двух токов (Т). Один из Т устанавливают из условия теплового баланса, Второй Т адаптируют, предварительно определив величину Т соответствующего электрической прочности нагревателя, массу нагревателя, теплоту и температуру разложения исследуемого вещества. В процессе цикла измерения непрерывно регистрируют температуру образца и при достижении имтемпературы пиролиза отключают второй Т.5 1 О 20 25 ролиэа. Изобретение относится к области теплофиэических измерений и может быть использовано в пиролитической газовой хроматографии и масс-спектрометрии для определения кинетических параметров пиролиэа твердых веществ.Целью изобретения является повышение воспроизводимости результатов измерений,Способ реализуют в следующей последовательности операций:взвешивают исследуемый образец сцелью определения его массы ш , кг;экспериментально определяют теплоту разложения и температуру разложения исследуемого вещества Я, кДж/кг;Т, К;измеряют величину тока, соответствующего электрической прочностинагревателя 1 (А), и его массу щн Нкгнаносят исследуемый образец на по"верхность резистивного нагревателя;пропускают через нагреватель суперпозицию двух токов 1+ 12, первый из которых устанавливают из урав"нения теплового баланса, а величинувторого находят по результатам совместных измеренчй по формулей 0.Т 2р,о п2 иТн агде 1, - величина в-орого тока, А;1;. - 0,7-1,2 кг/кдЖ - коэффициент пропорциональности;1 - электрическая прочность на"нгревателя, А;И - масса образца, кг;теплота разложения исследуе.омого вещества, кДж/кг;Тп - температура пиролиза, К;11 - масса нагревателя, кг;Т . температура разложения исаследуемого вещества, К.При этом измерение температуры об.разца производят непрерывно во времявсего цикла измерения.и отключаютвторой ток при достижении температуры пиролиза.При Е, меньшем О, кг/кДж, времявыхода на температуру пиролиза относительно велико, что снижает воспроизводимость результатов измерений,При Е большем 1,2 кг/кДж возрастаетвероятность перегревов образца, чтотакже снижает воспроиэводимость измерений кинетических параметров пиП р и м е р. Проводят измерение кинетических параметров пиролиза поливинилового спирта при 673 К (400 С) Регистрацию продуктов осуществляют с помощью времяпролетного масс-спектрометра. Ячейка пиролиза, содержащая нагреватель, соединяется через вакуумный натекатель с масс-спектрометром и имеет вакуумные тоководы для питания нагревателя и для термопары. Нагреватель выполнен в видедвух танталовых лент длиной 30, шириной 4 и толщиной 0,02 мм, наложенных друг на друга, между которыми помещают навеску исследуемого веществамассой 520 мкг и рядом с ним спайтермопары. Электрическая прочностьлент определена экспериментально и составляет 2,1 А, масса лент 0,797 г. Используют термопару хромель-алюмель, изготовленную из проволоки диаметром 30 мкм и прокатанную до толщины спая 7 мкм. Сигнал термопары подается на блок отключения второго тока, а также через усилитель выводится на многолучевой шлейфовый осциллограф, таким образом, регистрируют температурный режим пиролиза. Блок питания нагревателя содержит два источника постоянного тока, Величину второго тока рассчитывают по приведенной формуле, Температуру разложения Т, вещества образца и теплоту разложения 0 предварительно измеряют с помощью дериватографа. Эти величины составляют 503 К и 3655 кДж/кг соответственно. При 1 с = 1 кг/кДж величина второго тока составляет 9 А.Кинетику разложения определяют по пику с массой 15, который соответствует метильному радикалу. Масс-спектрометр настраивают на этот пик и регистрируют изменение интенсивности во времени с временем сканирования10 мс. Изменеше интенсивности пика во времени, как и профиль температуры, выводят на светолучевой осциллограф, Из полученной осциллограммы определяют время выделения продукта,которое составляет 0,42 с. Для определения воспроизводимости эксперимент проводят 5 раэ при фиксированных параметрах пиролиза (такие величию, как И Ми 1, претерпевают статистические отклонения, так как измеряются перед каждым опытом), Критерием воспроизводимости служит дис-.где 11 среднее время выделения Формула изобретения Составитель Ю,Коршунов Редактор А,Ворович Техред А. Кравчук Корректор А. ТяскоЗаказ 1287/39 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР 4 по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ измерения кинетических параметров пиролиза твердых веществ, заключающийся в том, что определяют массу исследуемого образца, наносят его на поверхность реэистивного нагревателя и пропускают через нагреватель суперпозицию двух токов, причем величину первого тока устанавливают из условия теплового баланса, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения воспроизводимости результатов измерений, предварительно измеряют величину тока, соответствую" щего электрической прочности нагрева,егггг, массу нагревателя, теплотуи температу 1 г разложения исследуемого вещества и по результатам иэмере 5ний находят величину второго тока1 иэ соотношения2Т =11М,О, ТМ Тк огде 1 - коэффициент прспорциональ 10 ности, равный О, 70,12 кг/кЛжТ - электрическая прочность нангревателя, Л;М, -, масса образца, кг;15 Ц - теплота разложения исследуемого вещества, кДж/кг;Т - температура пиролиза, К;М - масса нагревателя кг;Т, - температура разложения иссле"20 дуемого вещества, К,.выставляют значение второго тока,равное найденной величине, непрерывно регистрируют температуру образцаи при достижении ею значения темпера25 туры пиролиэа отключают второй ток.ь