Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Torrefaction of composite biofuel in the atmosphere of its own gaseous environment

Mykhailyk Viacheslav, Korinchevska Tetіana, Dakhnenko Valery

Journal of New Technologies in Environmental Science

|

2022

|

Vol. 6, nr 2

75--82

EN

Torrefied pellets of composite fuel made from a mixture (1:1) of pine wood with lowland peat and pine wood were studied by TGA and DTA methods. Torrefaction was carried out at atmospheric pressure in a gaseous environment, which was formed in a limited space during the partial thermal decomposition of organic substances of fuel. An increase in the torrefaction temperature from 250°C to 290°C leads to an increase in the degree and temperature range of fuel decomposition. The presence of wood in the composite fuel has a positive effect on the results of torrefaction: the heat of thermal decomposition increases, ash content and hydrophilicity decrease. The method of torrefaction without the use of inert gases has shown its effectiveness and the possibility of application in the production of torrefied fuel.

2

Green Fabrication of Nanoscale Energetic Molecular Perovskite (H2dabco)[Na(ClO4)3] with Reduced Mechanical Sensitivity

Hu Li-shuang, Du Zelin, Liu Yang, Gong Shida, Guang Chunyu, Li Xin, Yang Zhi, Jia Qi, Liang Kaili

Central European Journal of Energetic Materials

|

2021

|

Vol. 18, no. 3

369--384

EN

High-energy-density molecular perovskite energetic materials with high detonation performance have attracted much attention, but poor safety performance has limited their potential applications. In this paper, nano sodium perchlorate-based molecular perovskite (H2dabco)[Na(ClO4)3] (nano DAP-1) was fabricated by green ball-milling technology. The structure and morphology of the samples were characterized and the results showed that nano DAP-1 with nearly spherical morphology has a narrow particle size distribution, < 1 μm. The thermal decomposition properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC). The exothermic peak of nano DAP-1 thermal decomposition was 330.0 °C, a decrease of 51.7 °C compared with that of raw DAP (381.7 °C). The apparent activation energy (Ea) of nano DAP-1 was calculated to be 160.9 kJ·mol–1, which is lower than that of raw DAP-1 (168.6 kJ·mol–1). Mechanical sensitivity studies showed that nano DAP-1 (H50: 64 cm) exhibited a lower impact sensitivity than that of the raw DAP-1 (H50: 51 cm). This work provides a simple and effective way for improving the thermal decomposition properties and safety performance of molecular perovskite energetic materials.

3

Experimental Insight into the Catalytic Mechanism of MFe2O4 (M = Ni, Zn and Co) on the Thermal Decomposition of TKX-50

Hou Xiaoting, Zhang Ming, Zhao Fengqi, Yang Yanjing, An Ting, Li Hui, Pan Qing, Wang Xiaohong, Zhang Kun

Central European Journal of Energetic Materials

|

2021

|

Vol. 18, no. 2

223--244

EN

Synthesized dihydroxylammonium 5,5’-bistetrazole-1,1’-diolate (TKX-50) owes its outstanding application prospects in the field of insensitive solid propellants not only to its high energetic performance but also to its low mechanical sensitivity. Based on the excellent catalytic activity of bimetallic iron oxides for the thermal decomposition of TKX-50, the catalytic mechanism of bimetallic iron oxides (NiFe2O4, ZnFe2O4 and CoFe2O4) for TKX-50 pyrolysis has been explored. For this study, the decomposition process of TKX-50, before and after mixing with the bimetallic iron oxides NiFe2O4, ZnFe2O4 and CoFe2O4 was monitored by in-situ FTIR and gas-phase MS-FTIR instruments. Of the different catalysts, ZnFe2O4 gave the best result for reducing the initial decomposition temperature of TKX-50. Additionally, the activation energy of functional group cleavage of TKX-50, before and after mixing with ZnFe2O4, was also calculated for mechanism analysis from the results of the in-situ FTIR measurements. The results showed that the condensate and the gas-phase decomposition products of TKX-50 remained unchanged after mixing with different catalysts, while the activation energy of tetrazole ring cleavage was significantly reduced. The results of this study will be helpful for the rational design of insensitive solid propellant formulations containing TKX-50, and for understanding the pyrolysis mechanisms of TKX-50 before and after mixing with the efficient catalyst ZnFe2O4.

4

Ocena emisji związków chemicznych podczas rozkładu termicznego i spalania pasów klinowych

Krawiec Piotr, Warguła Łukasz, Dziechciarz Anna, Małozięć Daniel, Ondrušová Darina

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 1

92--98

PL

Pasy przekładniowe lub transportowe są narażone na działanie wysokiej temperatury, co może być przyczyną pożaru. W pracy poruszono tematykę emisji toksycznych związków najczęściej uwalnianych podczas rozkładu termicznego i spalania pasów klinowych. Siedem pasów klinowych wykonanych z gumy lub poliuretanu spalono w piecu rurowym w temp. 960°C. Za pomocą analizatora gazu FTIR zidentyfikowano 9 produktów gazowych (CO, CO₂, HCN, NO₂, NO, HCl, HBr i SO₂). HF lub HBr były obecne tylko w 2 próbkach. Limity stężenia gazów zostały znacznie przekroczone.

EN

Seven V-belts made of rubbers or polyurethanes were combusted in a tube furnace at 960°C. Nine gaseous products (CO, CO₂, HCN, NO₂, NO, HCl, HBr, and SO₂) were identified. Their sp. emissions and av. concns. by vol. were detd. by using a FTIR gas analyzer. HF or HBr were found in 2 samples only. The results were compared with the concn. limits. They were significantly exceeded.

5

Studies on the Effect of Nitrate Esters on the Properties of Advanced Energetic Propellants

Kumar Amit, Chavan Prakash V, Sadavarte Vaibhav S, Bhowmik Debdas, Mada S.S.N.M. Santosh, Pande Shrikant M.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2020

|

Vol. 17, no. 3

384--407

EN

Propulsion designers all over the world are exploring the possibility of achieving higher performance by enhancing the energy of solid propellants. This can be achieved by replacing non-energetic ingredients with energetic ones or by replacing low density ingredients, particularly binders, with higher density ones, without affecting the processibility and ageing characteristics. The same has been attempted by using nitroglycerine (NG) and butanetriol trinitrate (BTTN) as plasticizers in propellant compositions. In the present study, NG and BTTN have been used in different plasticizer to polymer ratios (Pl/Po) and various parameters of each composition have been theoretically predicted. Three propellant compositions plasticized with NG, BTTN and a 1:1 combination of NG and BTTN, have been processed and analyzed for targeted properties. From the theoretical data, it was observed that there is a negligible increase in density impulse beyond a Pl/Po ratio of 2, apart from the higher density and calorimetric values of the NG-plasticized propellant; these plasticizers have a significant effect on the ballistic and mechanical properties. Another observation was that the elongation of BTTN and NG/BTTN (1:1) plasticized propellants is significantly higher at a low crosshead rate than NG-plasticized propellant, implying that the two former propellants have higher strain capabilities at low temperatures and can be used for missiles having long term low temperature storage requirements. Thermal decomposition studies have been carried out by DSC, and for each composition 5 distinct peaks were observed.

6

On the Mechanism of Thermal Decomposition of 1,1-Diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7) and its Cyclic Derivatives

Krisyuk Boris E., Zakharov Viktor V., Chukanov Nikita V.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2020

|

Vol. 17, no. 1

20--30

EN

The thermal decomposition of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (I) and its cyclic derivatives 2-(dinitromethylene)-1,3-diazacyclopentane (II), 2-(dinitromethylene)-1,3-diazacyclohexane (III) and 2-(dinitromethylene)-1,3-diazacycloheptane (IV) was investigated by quantum chemistry methods (PBE/cc-pVDZ), as well as DSC and TG. According to both the theoretical and experimental data, the thermal stability of compounds I-IV increases in the sequence IV < I ≈ III < II.

7

N-N Bond Lengths and Initiation Reactivity of Nitramines

Zeman Svatopluk, Atalar Taner, Růžička Aleš

Central European Journal of Energetic Materials

|

2020

|

Vol. 17, no. 2

169--200

EN

For the 16 selected nitramines, it is shown that an increase in the energy content of these molecules (represented by enthalpies of formation) is connected with an increase in the lengths of the longest N–N bonds in the molecules. These lengths are directly proportional to the activation energies of the low-temperature thermal decomposition of the pure nitramines in all states of matter for this reaction. Raising the energy content also leads to reductions in the rate constants of thermal decomposition. Both of these facts are in contrast to expectations and also with similar published findings concerning thermal decomposition of nitramines in solution, which can be explained by the solvation effect and termination of the emerging aza-radicals in solutions. The calculated dissociation energies of the weakest N–N bonds yielded a relatively good reciprocal conformity with the lengths of the longest N–N bonds of the nitramines studied, especially when using the UB3LYP/6-31G* method. The relationship between the impact sensitivity of these nitramines and the lengths of their longest N–N bond is not completely clear. Such lengths cannot be a measure of impact reactivity, because the longest N–N bond might be stabilized in some cases by suitable intermolecular interactions with adjacent molecules in the crystal lattice.

8

Badania wytrzymałości, struktury porów i przemian fazowych materiału podsadzkowego zawierającego odpady po przeróbce rud żelaza, poddanego działaniu wysokiej temperatury

Tang Jianhui, Li Ping, Chen Xudong, Bai Yin

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 2

78--94

PL

Wraz ze zwiększaniem głębokości wydobycia kopalin, temperatura, na którą narażona jest podsadzka stale wzrasta, a więc zwiększa się także ryzyko samozapłonu minerałów zawierających siarkę. Nagłe pożary narażają podsadzkę na działanie wysokich temperatur, co zagraża bezpieczeństwu jej konstrukcji. Z tego względu, aby w pełni określić zmiany właściwości podsadzki, wystawionej na działanie wysokich temperatur, zbadano wytrzymałość na ściskanie i wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu podsadzek z dodatkiem spoiwa cementowego, po różnym czasie dojrzewania: 7 dni, 28 dni i 60 dni oraz przy trzech stosunkach spoiwo/odpad: 1:6, 1:8 i 1:10, po prażeniu próbek w piecu wysokotemperaturowym, w temperaturze: 100°C, 200°C, 400°C, 600°C i 800°C. Zbadano także zmiany fazowe i strukturę porów w podsadzce po prażeniu w tych temperaturach. Uzyskane wyniki wykazały, że wytrzymałość i struktura porów w podsadzce z dodatkiem odpadów po przeróbce rud żelaza w wysokiej temperaturze zależą od czasu dojrzewania. Wytrzymałość podsadzki dojrzewającej przez 7 dni początkowo rośnie, a następnie maleje ze wzrostem temperatury. Wytrzymałość na ściskanie i wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu osiągają maksimum odpowiednio w 200°C i 100°C. Bez względu na czas dojrzewania podsadzki, materiał wyprażony w temperaturze przekraczającej 400°C nie ma praktycznie żadnej wytrzymałości na rozciąganie. Cechy te są ściśle powiązane z rozkładem produktów hydratacji spoiwa, przede wszystkim ettringitu i fazy C-S-H.

EN

With the deepening of mining depth, the geothermal temperature faced by the pit backfill is getting higher and higher, so the spontaneous combustion probability of sulfur-bearing minerals increases. In addition, sudden fires can expose the backfill to high temperatures, which will endanger the structural safety of the backfill. Therefore, in order to fully understand the mechanical response and pore structure evolution characteristics of backfills under high-temperature loading, the compressive strength and splitting tensile strength of backfills with different ages: 7 days, 28 days and 60 days and cement-tailings ratios: 1:6, 1:8 and 1:10 were tested using high-temperature furnace to simulate different temperature loads: 100, 200, 400, 600 and 800°C. The pore structure characteristics of the backfill after high temperature are analyzed by mercury intrusion porosimetry. To further understand the mechanism of backfill transformation at high temperature, the phase evolution characteristics of iron tailings and cementitious materials are analyzed by X-ray diffractometer and differential thermal/thermogravimetric analyzer. The results show that the strength and pore structure of iron tailings backfill at high temperature are related to the curing age. The strength and most probable pore size of backfill cured at 7 days increased first and then decreased with the increase of temperature. Among them, the compressive strength and splitting tensile strength reached their peak values at 200°C and 100°C, respectively. While after 28 days, the pore size increased with the increase of high temperature, and the strength of backfill decreased continuously with increasing temperature. No matter what age of backfill is, it almost loses its tensile strength after being subjected to a high temperature above 400°C. These characteristics are closely related to the expansion of mica in iron tailings and the dehydration and decomposition of cementing material hydration products, such as ettringite and C-S-H phase at high temperature.

9

Thermal Decomposition of Asbestos Fiber from Asbestos Cement Wastes

Poniatowska Agnieszka, Andrzejewska-Górecka Dorota, Macherzyński Bartłomiej, Kisiel Monika

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

855--867

EN

Negative impact of products including asbestos and asbestos wastes on human health comes from asbestos’ needle-like, fibrous structure. To terminate its negative influence on the environment, including human health, processes aimed at its destruction should be conducted. Basing on available literature one can ascertain that only chemical and thermal methods of asbestos fibers translation cause the ensuing waste to be health neutral. The aim of this paper was to evaluate the influence of temperature and time on asbestos decomposition and determine if the asbestos fiber structure is damaged at high temperatures. In the first stage of heating cement-asbestos slates, the physicochemical processes occurring in the material under investigation will involve dewatering, i.e. removal of adsorptive, constitutional and crystallizing water, followed by breaking down the chrysotile structure and destruction of its brucate layers, finally crystallization of the forsterite and later its disintegration into silica and periclase. During the sintering of asbestos cement we have an excess of calcium oxide coming from cement components. Chrisotile contained in asbestos cement exorcises during its dissolution silica which merges with calcium oxide from the cement phase. Thus arises bicalcium silicate (larnite), brownmillerite and periclase as a product of chrisotile dissolution. Periclase is therefore formed, magnesium oxide does not bind in silicate because the excess of calcium has the preference for the secondary formation of silicates. The process of sintering causes its contents to clinkering again, the main component of which is larnite and periclase resulting from the decay of chrysotile asbestos. It causes potential possibilities of using the products of this method to produce cement. During the tests, in the temperature rises to 1400°C, there is a significant recrystallization of components and the beginning of the crystallization of periclase, which is confirmed by scanning tests, analysis of sample composition in the micro-area and results of phase composition analysis. To sum up, based on the conducted studies of the thermal decomposition of cement-asbestos slates, it can be concluded that sintering it at a temperature of 1400-1500°C leads to the transformation of the fibrous structure of the chrysotile asbestos contained therein. With the use of a method that allows the operation of such temperatures, eliminating the emission of asbestos fibers into the air, subjecting it to thermal treatment, we permanently change its structure and in this way it becomes a mineral indifferent to human health. In addition, the obtained material gives the potential to use products of this method of neutralizing cement-asbestos slates, e.g. in construction. This paper might be the basis for further research of the possibilities of thermal processing of asbestos-containing waste, in which the addition of fluxes to the process, affecting the decomposition temperature of asbestos in cement-asbestos slates can also be considered.

PL

Negatywny wpływ wyrobów i odpadów zawierających azbest na zdrowie ludzkie wynika z igłowej, cienko włóknistej struktury azbestu. Dlatego w celu zlikwidowania jego negatywnego oddziaływania na środowisko, w tym zdrowie ludzi, należy prowadzić procesy prowadzące do zniszczenia jego struktury. Na podstawie dostępnej literatury można stwierdzić, że jedynie metody chemiczne i termiczne, mające wpływ na przekształcenie włókien azbestowych powodują, że powstały w wyniku ich zastosowania odpad jest obojętny dla zdrowia. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu temperatury i czasu na rozkład azbestu i określenie, czy włóknista struktura azbestu ulega zniszczeniu w wysokich temperaturach. W pierwszym etapie ogrzewania eternitu procesy fizykochemiczne zachodzące w badanym materiale wiązały się z odwadnianiem, czyli usuwaniem wody adsorpcyjnej, konstytucyjnej i krystalizacyjnej, a następnie z rozbijaniem struktury chryzotylu i niszczeniem jego warstw brucytowych, w końcu krystalizacją, powstałego w trakcie narastaniatemperatury, forsterytu oraz późniejszym jego rozpadem na krzemionkę i peryklaz. W procesie spiekania eternitu mamy do czynienia z nadmiarem tlenku wapnia pochodzącego ze składników cementu. Chryzotyl zawarty w eternicie uwalnia podczas rozpadu krzemionkę, która łączy się z tlenkiem wapnia z fazy cementowej. W ten sposób powstaje krzemian dwuwapniowy (larnit), brownmilleryt, a także peryklaz, jako produkt rozpadu chryzotylu. Peryklaz powstaje w związku z tym, tlenek magnezu nie wiąże się w krzemian, ponieważ nadmiar wapnia posiada preferencje, przy wtórnym tworzeniu krzemianów. Proces spiekania prowadzi do powtórnej klinkieryzacji składników spieku, której głównym składnikiem jest larnit oraz peryklaz powstający z rozpadu azbestu chryzotylowego. Taki skład potwierdza dezintegrację azbestu w badanym materiale i powstanie całkiem nowych, nieszkodliwych dla środowiska faz. Stwarza to potencjalne możliwości wykorzystania produktów tej metody unieszkodliwiania eternitu do produkcji cementu. Jak stwierdzono w trakcie badań, dopiero przy wzroście temperatury do 1400°C następuje znacząca rekrystalizacja składników stopu i początek krystalizacji peryklazu, co potwierdzają badania skaningowe, analiza składu próbek w mikroobszarze oraz wyniki analizy składu fazowego. Reasumując na podstawie przeprowadzonych badań termicznego rozkładu eternitu można stwierdzić, że spiekanie go w temperaturze 1400-1500°C prowadzi do przekształcenia struktury włóknistej zawartego w nim azbestu chryzotylowego. Przy zastosowaniu metody umożliwiającej działanie takich temperatur, eliminującej emisję włókien azbestowych do powietrza, poddając go obróbce termicznej trwale zmieniamy jego budowę i w ten sposób staje się on minerałem obojętnym dla zdrowia ludzkiego. Ponadto uzyskany materiał, daje potencjalne możliwości wykorzystania produktów tej metody unieszkodliwiania eternitu np. w budownictwie. Niniejsza praca może być podstawą do dalszych badań nad możliwością termicznego przetwarzania odpadów zawierających azbest, w których można rozważyć także dodawanie topników do procesu, wpływających na obniżanie temperatury rozkładu azbestu w eternicie.

10

Żywica mocznikowo-formaldehydowa : wady i zalety

Jaworski Tomasz J., Kajda-Szcześniak Małgorzata

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 12

1973--1977

PL

Przedstawiono dwa oblicza żywicy mocznikowo- formaldehydowej (UF) – jako substancji chemicznej szeroko wykorzystywanej w wyrobach drewnopochodnych oraz jako zanieczyszczenia chemicznego, gdy wyrób ten staje się odpadem. Analizę oparto na badaniach termograwimetrycznych TG/MS/FTIR oraz kalorymetrycznych DSC. Proces pirolizy obejmował wyznaczenie zmian masy, określenie efektów cieplnych oraz identyfikację lotnych produktów rozkładu. Żywica UF ma szerokie zastosowanie jako materiał wiążący w produktach drewnopochodnych, z tego powodu wyniki jej analizy zestawiono z wynikami analizy odpadu panelu podłogowego. Wskazano dobre i złe strony stosowania żywicy UF oraz jej wpływ na tworzenie się produktów lotnych w procesie pirolizy paneli podłogowych. Pokazano również położenie tej substancji na diagramie Van Krevelena, analizując możliwość jej termicznego rozkładu jako metody zagospodarowania odpadu niebezpiecznego.

EN

A com. urea formaldehyde resin was studied for thermal decompn. by thermogravimetry and calorimetry to det. thermal effects, mass loss and compn. of volatile products. The process was recommended for utilization of the resinbased wastes.

11

Strumień ciepła transportowany do dysocjowanej termicznie bryły wapienia w otoczeniu ścian i gazu o zmiennej zawartości CO2 - Część II: Obliczenia

Lech Ryszard

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 2

107--116

PL

Na podstawie wyników badań dysocjacji termicznej dużych próbek wapienia prowadzonej w zamkniętym układzie ścian wymieniających ciepło i wypełnionym mieszaniną gazową zawierajacą CO2 wykazano, że szybkość dysocjacji termicznej próbek zależy od zawartości CO2 w mieszaninie gazowej podawanej do komory grzewczej. Coraz wolniejsze tempo spadku średniej szybkości dysocjacji termicznej powodowane jest wzrostem stężenia CO2 w mieszaninie gazowej, w której kalcynowana jest próbka. Wiąże się to ze wzrostem wartości ciepła właściwego mieszaniny gazowej otaczającej próbkę, tym samym powodując zwiększenie wartości strumienia ciepła wynoszonego z komory grzewczej wraz z mieszaniną gazową opuszczającą komorę grzewczą. Wykazano, że dodatek CO2 do mieszaniny gazowej otaczającej kalcynowaną próbkę powoduje znaczący spadek wartości strumienia ciepła wnikającego do próbki ze względu na obniżkę wartości konwekcyjnego współczynnika wnikania ciepła oraz wzrost emisyjności mieszaniny gazowej. Wskazania termopary z odsłoniętą spoiną, umieszczoną między ścianami próbki i komory grzewczej, właściwie oddają zmiany temperatury w komorze grzewczej wywołane zmienną zawartością CO2 w mieszaninie gazowej.

EN

Based on the results of thermal dissociation tests for large limestone samples carried out in a closed system of heat exchanging walls and filled with a gas mixture containing CO2, it was shown that the rate of thermal dissociation of samples depends on the CO2 content in the gas mixture fed into the heating chamber. The slower rate of decline in the average rate of thermal dissociation is caused by the increase in CO2 concentration in the gas mixture in which the sample is calcined. This is associated with an increase in the specific heat value of the gas mixture surrounding the sample, thereby increasing the heat flux value from the heating chamber together with the gas mixture leaving the heating chamber. It has been shown that the addition of CO2 to the gas mixture surrounding the calcined sample causes a significant decrease in the value of the heat flux transported to the sample due to a decrease in the convective heat transfer coefficient and an increase in the emissivity of the gas mixture. Indications of the thermocouple with the exposed junction, placed between the walls of the sample and the heating chamber, properly reflect the temperature changes in the heating chamber caused by the variable content of CO2 in the gas mixture.

12

Strumień ciepła transportowany do dysocjowanej termicznie bryły wapienia w otoczeniu ścian i gazu o zmiennej zawartości CO2 - Część I: Próby

Lech Ryszard

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 2

95--106

PL

W artykule zawarto opis eksperymentu zaplanowanego w celu zbadania wpływu zawartości CO2 w mieszaninie gazowej - otaczającej termicznie dysocjowaną, dużą, cylindryczną próbkę wapienia pochodzącego ze złoża Trzuskawica - na strumień ciepła wnikający do kalcynowanej próbki. Dysocjację termiczną prowadzono w strudze powietrza z dodatkiem CO2, którego stężenie w mieszaninie gazowej wynosiło 0% obj., 20,7 % obj. i 45,2 % obj. Przytoczono uzyskane wyniki z prób, które poddano weryfikacji na spełnianie założeń ANOVA.

EN

The article describes the experiment planned to investigate the effect of CO2 content in the gas mixture - surrounding a thermally dissociated, large, cylindrical sample of limestone from the Trzuskawica deposit - on the heat flux penetrating the calcined sample. Thermal dissociation was carried out in an air flux with the addition of CO2, whose concentration in the gas mixture was 0 vol.%, 20.7 vol.% and 45.2 vol.%. The results obtained from the tests were quoted and verified to meet the ANOVA assumptions.

13

Crystal Structure and Thermal Behaviour of Imidazolium 2,4,5-Trinitroimidazolate

Jian Chen, Pengbao Lian, Lizhen Chen, Jianlong Wang, Jun Chen

Central European Journal of Energetic Materials

|

2019

|

Vol. 16, no. 4

547--563

EN

In this work, imidazolium 2,4,5-trinitroimidazolate was obtained from 2,4,5-tri-iodoimidazole in a yield of 48%. Single-crystal X-ray diffraction analysis showed that this compound belongs to the triclinic crystal system with space group P-1. Thermogravimetric-differential scanning calorimetry (TG-DSC) was performed under a nitrogen atmosphere at heating rates of 5, 10, 15 and 20 °C·min−1. Compound 3 clearly exhibits an exothermic decomposition. The activation energy (E) and pre-exponential factor (lnA) calculated by the Kissinger method were 113.67 kJ·mol−1 and 25.30 s−1, respectively. The E values obtained by the FWO and KAS methods changed slightly from 103.33 to 113.69 kJ·mol−1 and from 101.52 to 111.97 kJ·mol−1, respectively, which makes us believe that its thermal decomposition can be described using only one reaction model. The Šatava-Šesták method and the compensation effect were used to study the thermal decomposition mechanism of imidazolium 2,4,5-trinitroimidazolate. [Formula] is regarded as the most appropriate thermal decomposition kinetic equation. The impact sensitivity, friction sensitivity, detonation velocity and explosion pressure of imidazolium 2,4,5-trinitroimidazolate were 43 cm, 46%, 7056.9 m·s−1 and 1.9703 · 1010 Pa (ρ = 1.538 g·cm−3), respectively. Imidazolium 2,4,5-trinitroimidazolate is incompatible with RDX, HMX, TKX-50 and CL-20.

14

Mathematical modeling of hydrogen production performance in thermocatalytic reactor based on the intermetallic phase of Ni3Al

Badur Janusz, Stajnke Michał, Ziółkowski Paweł, Jóźwik Paweł, Bojar Zbigniew, Ziółkowski Piotr Józef

Archives of Thermodynamics

|

2019

|

Vol. 40, no 3

3--26

EN

The main goal of the considered work is to adjust mathematical modeling for mass transfer, to specific conditions resulting from presence of chemical surface reactions in the flow of the mixture consisting of helium and methanol. The thermocatalytic devices used for decomposition of organic compounds incorporate microchannels coupled at the ends and heated to 500ºC at the walls regions. The experiment data were compared with computational fluid dynamics results to calibrate the constants of the model’s user defined functions. These extensions allow to transform the calculations mechanisms and algorithms of commercial codes adapting them for the microflows cases and increased chemical reactions rate on the interphase between fluid and solid, specific for catalytic reactions. Results obtained on the way of numerical calculations have been calibrated and compared with the experimental data to receive satisfactory compliance. The model has been verified and the performance of the thermocatalytic reactor with microchannels under hydrogen production regime has been investigated.

15

Study of Thermal Degradation of Starch-Based Binder by TG-DTG-DSC, Py-GC/MS and DRIFTS

Kaczmarska K., Żymankowska-Kumon S., Grabowska B., Bobrowski A., Cukrowicz S.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 4

21--26

EN

This paper focuses on the thermal behavior of the starch-based binder (Albertine F/1 by Hüttenes-Albertus) used in foundry technology of molding sand. The analysis of the course of decomposition of the starch material under controlled heating in the temperature range of 25- 1100°C was conducted. Thermal analysis methods (TG-DTG-DSC), pyrolysis gas chromatography coupled with mass spectrometry (Py- GC/MS) and diffuse reflectance spectroscopy (DRIFT) were used. The application of various methods of thermal analysis and spectroscopic methods allows to verify the binder decomposition process in relation to conditions in the form in both inert and oxidizing atmosphere. It was confirmed that the binder decomposition is a complex multistage process. The identification of CO2 formation at set temperature range indicated the progressive process of decomposition. A qualitative evaluation of pyrolysis products was carried out and the course of structural changes occurring in the presence of oxygen was determined based on thermo-analytical investigations the temperature of the beginning of binder degradation in set condition was determined. It was noticed that, significant intensification of Albertine F/1 sample decomposition with formation of more degradation products took place at temperatures above 550ºC. Aromatic hydrocarbons were identified at 1100ºC.

16

Unit thermal decomposition time of limestone vs. limestone origin and dimensions of cylindrical samples undergoing calcination

Lech R., Szeląg H., Szostak P.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 1

13--19

EN

With today’s requirements for increased productivity imposed by all customers, a good understanding of the limestone calcination process is very important. There are several process variables that are crucial in optimization of the limestone calcination. This paper is addressing the impact of a size of the calcined pieces, and a quality of the limestone (purity and homogeneity) on the unit thermal decomposition time. It is shown that the thermal decomposition rate of various limestones is statistically different depending on the limestone origin, affecting heterogeneity of physicochemical properties of heated samples, and their dimensions. A decrease of unit thermal decomposition time values, scaled with the unit initial sample mass, with increased dimension of a cylindrical sample placed in a cylindrical heating chamber with constant dimensions is also documented in the paper. Moreover, the coefficient of variation of the unit thermal decomposition time of the limestone samples depends on the properties of calcined limestone and the conditions of calcination determined first of all by radiation heat transfer between heating chamber walls and the sample surface, and secondly by carbon dioxide transport from the reaction surface to the heating chamber filled with a gaseous mixture.

PL

W kontekście obecnych wymagań zwiększonej produktywności narzuconej przez klientów bardzo ważne jest dobre zrozumienie procesu kalcynacji wapienia. Jest kilka zmiennych procesu, które są kluczowe dla optymalizacji kalcynacji wapienia. Artykuł niniejszy odnosi się do wpływu rozmiaru kalcynowanych kawałków i jakości wapienia (czystość i jednorodność) na jednostkowy czas rozkładu termicznego. Pokazano, że szybkość rozkładu termicznego różnych wapieni jest statystycznie różna zależnie od pochodzenia wapienia, które oddziałuje na jednorodność właściwości fizykochemicznych ogrzewanych próbek, a także od ich wymiarów. Udokumentowano spadek wartości jednostkowego czasu rozkładu termicznego, liczonego na jednostkę masy, wraz ze wzrostem wymiaru cylindrycznej próbki umieszczonej w cylindrycznej komorze ogrzewania o stałych rozmiarach. Poza tym współczynnik zmienności jednostkowego czasu rozkładu próbek wapienia zależy od jego właściwości i warunków kalcynacji, określonych przede wszystkim przez przekazywanie ciepła drogą promieniowania pomiędzy ścianami komory ogrzewania i powierzchnią próbki, a także przez transport dwutlenku węgla od powierzchni reakcji do komory ogrzewania wypełnionej gazową mieszaniną.

17

Investigations on Chemical, Thermal Decomposition Behavior, Kinetics, Reaction Mechanism and Thermodynamic Properties of Aged TATB

Singh A., Kaur G., Sarkar C., Mukherjee N.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2018

|

Vol. 15, no. 2

258--282

EN

1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB) is a kind of insensitive high explosive that can be used as an energetic material in nuclear weapon and space applications. In this work, we have studied the effect of aging on the properties of TATB from a 20 year old lot that had been in direct contact with casing and natural environment conditions. The kinetics was studied using the temperature at the maximum reaction rate (peak) and isoconversional methods from TGA and DTA data obtained at five heating rates under a nitrogen atmosphere. The properties investigated for thermal stability indicate that there is no change in the properties during prolonged exposure in natural environment conditions. The activation energy calculated by the Kissinger method was 179.9 kJ·mol−1 by DTG and the 176.9 kJ·mol−1 by DTA. The experimental results of kinetic analysis obtained by isoconversional methods are in good agreement and very close to each other. In the analysis of reaction mechanisms, the reaction models could be probably best described by a surface contraction mechanism using the Coats-Redfern and Criado methods. The thermodynamic parameters such as Gibbs free energy, enthalpy and entropy of activation were also investigated. The self-accelerating decomposition temperature (TSADT) and critical temperature for thermal explosion (Tb) were also calculated.

18

Investigation of Metal Oxides as Catalysts for the Thermal Decomposition of Potassium Chlorate(VII)

Wojewódka A., Zakusylo R., Kravets V., Romanchenko A., Jarosz T.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2018

|

Vol. 15, no. 2

327--338

EN

The results of studies on the thermal decomposition of potassium chlorate(VII) (PP) and the catalytic effects of copper, iron, nickel, titanium, magnesium, chromium and manganese oxides on the process are presented in this paper. The investigated oxides are ranked according to the magnitude of their catalytic effect; of these, CuO and МnО2 show the best catalytic performance. These oxides reduce the PP decomposition temperature from 919.3 K down to even 825.2 K. The share of the catalytic additive in the composition, required to achieve a desirable thermal decomposition profile, was found to be no more than 0.5 wt.%. The activation energy of the decomposition process was determined, using the modified Freeman and Carroll method for both neat PP and PP supplemented with MnO2; the addition of the catalyst produced a 48.8% decrease in the activation energy of thermal decomposition.

19

Study of thermal decomposition of biomass, as an alternatives to coke in the iron ore agglomerate production process

Findorak R., Frohlichova M., Legemza J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 11

469--472

EN

The paper analyzes the results of the study of combustion of solid biomass as an alternative fuel under conditions of preparation and sintering of agglomeration charge. The study was conducted using thermogravimetric analysis (TGA) coupled with differential thermal analysis (DTA). The analysis of the combustion process was carried out on specimens of oak and pine wood sawdust and specimens of nut shells. The kinetics of thermal decomposition of selected biomass samples were also studied using differential thermogravimetry under non-isothermal conditions and different heating rates in the air atmosphere.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad spalaniem stałej biomasy jako alternatywnego paliwa w procesie spiekania rud żelaza. Badanie przeprowadzono stosując analizę termograwimetryczną (TGA) połączoną z różnicową analizą termiczną (DTA). Analizę procesu spalania przeprowadzono na próbkach trocin z drewna dębowego i sosnowego oraz skorup orzechowych. Kinetyka termicznego rozkładu wybranych próbek biomasy była również badana z zastosowaniem różnicowej termograwimetrii w warunkach nieizotermicznych i różnych szybkościach ogrzewania w atmosferze powietrza.

20

Analytical Assessment of the Thermal Decomposition of Cotton-Modacryl Knitted Fabrics

Grgac S. F., Bischof S., Pušić T., Petrinić I., Luxbacher T.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 6 (126)

59--67

EN

Fabric flammability is affected by various factors such as the fibre composition, fabric construction, FR (flame retardant) finish, oxygen concentration and environmental conditions (moisture content, heat.). Inherently FR fabrics are synthetics which have been changed at the molecular level to make the fabrics thermally stable and able to pass FR tests.The thermal properties of knitted fabrics produced from cotton, modacryl and their blends were investigated in this paper. The design of FR knitted fabrics and an optimal blend ratio were evaluated by different thermoanalytical methods: the flame behaviour and thermal stability with the limited oxygen index (LOI), thermal gravimetric analysis (TGA),coupled thermal gravimetry - Fourier transform infrared technique (TG-FTIR) and microscale combustion calorimetry (MCC). Surface characterisation of the knitted fabrics designed was evaluated by the streaming potential method. Knitted fabric in the blend ratio C50:M50 proved to possess the most favourable FR characteristics, additionally confirmed by optimal hydrophilic properties evaluated through zeta potential measurement.

PL

Na palność wyrobu mają wpływ różne czynniki, takie jak skład włókien, budowa wyrobu, wykończenie nadające mniejszą palność, stężenie tlenu i warunki środowiskowe (zawartość wilgoci, ciepło). Wyroby o zmniejszonej palności są syntetykami, które zostały zmodyfikowane na poziomie molekularnym, tak aby uczynić z nich wyroby stabilne termicznie, które mogą pomyślnie przejść testy palności. W pracy badano właściwości cieplne dzianin wytwarzanych z bawełny, modakrylu i ich mieszanek. Optymalny stosunek mieszanki oceniono różnymi metodami termoanalitycznymi tj.: zachowanie płomienia i stabilność termiczna z ograniczonym wskaźnikiem tlenu (LOI), termiczna analiza grawimetryczna (TGA), sprzężona grawimetria cieplna - technika podczerwieni z transformatą Fouriera (TG -FTIR) i mikroskopowa kalorymetrii spalania (MCC). Charakterystykę powierzchni dzianin oceniono metodą potencjału strumieniowego. Dzianiny o stosunku mieszania C50:M50 okazały się posiadać najbardziej korzystne cechy zmniejszonej palności, dodatkowo potwierdzone optymalnymi właściwościami hydrofilowymi ocenianymi za pomocą pomiaru potencjału zeta.