氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法與儀器研討會(huì)召開(kāi)

2011年3月25日上午，由中科院計(jì)財(cái)局條件裝備處組辦、中科院過(guò)程工程研究所承辦的“氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法與儀器研討會(huì)”在中科院過(guò)程工程研究所舉行。會(huì)議邀請(qǐng)了煤炭、生物質(zhì)、礦產(chǎn)資源、環(huán)境、石由加工、航天材料、多晶硅等涉及氣固反應(yīng)的重要領(lǐng)域的近20名國(guó)內(nèi)專家學(xué)者參加，科技部、科學(xué)院、北京市科委和過(guò)程所的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)出席并致詞或介紹了有關(guān)政策。此次研討會(huì)的目的在于回顧氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法與儀器的發(fā)展，把握不同領(lǐng)域的需求，分析尚存問(wèn)題并探討解決辦法，以期形成自主新型的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法與分析儀，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展和分析水平升級(jí)，填補(bǔ)方法與儀器的空白。
　中科院過(guò)程工程研究所所長(zhǎng)張鎖江研究員在研討會(huì)前的致詞中對(duì)各位領(lǐng)導(dǎo)和專家的參會(huì)表示感謝和歡迎，并介紹了近年來(lái)中科院過(guò)程工程研究所在儀器研制、基本建設(shè)、人才引進(jìn)等方面的工作進(jìn)展。最后，張鎖江研究員希望，在座的領(lǐng)導(dǎo)與專家能夠?qū)Α拔⑿土骰�床反�?yīng)動(dòng)力學(xué)分析儀”研制項(xiàng)目以及過(guò)程所其它方面的工作提出寶貴的意見(jiàn)。
研討會(huì)首先由《熱分析動(dòng)力學(xué)》著者、原西北大學(xué)教授胡榮祖先生，《應(yīng)用化工動(dòng)力學(xué)》譯者、原太原理工大學(xué)教授郭漢賢先生作了專題報(bào)告。胡榮祖教授介紹了氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的反應(yīng)機(jī)理、關(guān)鍵參數(shù)以及半導(dǎo)體脈沖補(bǔ)償式量熱測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)原理，最后，胡榮祖教授重點(diǎn)向大家展示了自己多年的研究成果，如經(jīng)驗(yàn)級(jí)數(shù)自催化分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)、含能材料感度估算系統(tǒng)以及自加速分解溫度-熱點(diǎn)火速度-絕熱至爆時(shí)間計(jì)算系統(tǒng)等。
郭漢賢教授的報(bào)告由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所的余劍博士代講，報(bào)告對(duì)非催化氣固反應(yīng)化工動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，指出：研究非催化氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，需要有良好的反應(yīng)設(shè)備和科學(xué)的數(shù)學(xué)模型，硬件、軟件同時(shí)并舉才能事半功倍。而動(dòng)力學(xué)的研究具有層次性的特點(diǎn)，故熱重裝置和流化固定床反應(yīng)裝置缺一不可。
上午，中科院過(guò)程工程研究所的許光文研究員還系統(tǒng)匯報(bào)了其團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)微型流化床反應(yīng)分析方法與儀器的過(guò)程和已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的典型應(yīng)用。在報(bào)告中他介紹到：氣固反應(yīng)分析動(dòng)力學(xué)是化學(xué)、化工、能源、材料、環(huán)境等眾多領(lǐng)域的研發(fā)工作的起點(diǎn)，但是，現(xiàn)有的氣固反應(yīng)分析動(dòng)力學(xué)方法幾乎均采用非等溫加熱方法，無(wú)法在線供給反應(yīng)試料，存在著難以測(cè)定非穩(wěn)定物質(zhì)及快速反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)、受傳熱及擴(kuò)散的影響嚴(yán)重等缺點(diǎn)。他團(tuán)隊(duì)研發(fā)的微型流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法以分析儀(MFBRA：Micro Fluidized Bed Analysis)可克服這些缺陷，提供有效的等溫微分反應(yīng)分析方法和測(cè)試工具。
MFBRA首次利用微型流化床作為反應(yīng)器，構(gòu)建了氣固反應(yīng)分析方法與分析儀。利用流化床反應(yīng)器有效抑制了擴(kuò)散影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)反應(yīng)物快速的加熱;通過(guò)集成微型流化床反應(yīng)器和脈沖微量反應(yīng)物進(jìn)樣，實(shí)現(xiàn)了流化床中氣固反應(yīng)的等溫微分化，形成了定點(diǎn)溫度下的氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的等溫微分測(cè)試方法與儀器，填補(bǔ)了快速升溫條件下等溫微分反應(yīng)測(cè)試方法與儀器的空白，可望與熱重分析儀器形成互補(bǔ)性科學(xué)工具，實(shí)現(xiàn)氣固反應(yīng)的等溫微分、快速原位(升溫)和低擴(kuò)散影響等技術(shù)特點(diǎn)。 
　　經(jīng)過(guò)三年多的應(yīng)用實(shí)踐，MFBRA分析方法與各部件結(jié)構(gòu)均得到了很大程度的優(yōu)化，顆粒反應(yīng)物供給時(shí)間<0.1s，測(cè)量重復(fù)性誤差<3.0%。通過(guò)應(yīng)用于石墨燃燒過(guò)程中的等溫微分反應(yīng)特性的分析測(cè)試，成功證實(shí)了MFBRA的等溫微分特性;運(yùn)用MFBRA首次成功測(cè)試了Ca(OH)2捕集CO2的動(dòng)力學(xué)特性，展示了儀器擁有的原位反應(yīng)特性；該儀器對(duì)生物質(zhì)及煤熱解等快速?gòu)?fù)雜反應(yīng)顯示了很好的適應(yīng)性，剔提供揭示反應(yīng)機(jī)理的有效基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；比較熱重測(cè)試的CO還原CuO反應(yīng)特性，MFBRA對(duì)該反應(yīng)顯現(xiàn)了明顯了低擴(kuò)散影響。
　　最后，許光文研究員提出了進(jìn)一步研發(fā)基于微型流化床的氣固反應(yīng)分析方法與分析儀的計(jì)劃：將通過(guò)集成質(zhì)譜等分析儀和提高儀器自控及美觀水平，希望MFBRA能成為國(guó)際先進(jìn)水平的我國(guó)自主創(chuàng)新儀器，與程序升溫脫附(TPD)設(shè)備、程序升溫還原(TPR)設(shè)備、熱重分析(TG)設(shè)備等并駕齊驅(qū)，成為國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中的反應(yīng)分析高端產(chǎn)品。
會(huì)議也邀請(qǐng)了北京市科委政策法規(guī)與體制改革處的李萍女士通過(guò)專題報(bào)告，系統(tǒng)介紹北京市對(duì)科技創(chuàng)新與科技成果產(chǎn)業(yè)化的支持政策，重點(diǎn)解讀了北京市支持自主創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化的12個(gè)重點(diǎn)政策，并現(xiàn)場(chǎng)回答了與會(huì)者問(wèn)題。 
　　基于上午的主題報(bào)告，研討會(huì)的下午針對(duì)“氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法與儀器發(fā)展”、“自主分析方法與分析儀器及應(yīng)用”、“不同行業(yè)領(lǐng)域?qū)�氣固反�?yīng)分析的需求特性”等主題，與會(huì)專家展開(kāi)了積極的討論與交流互動(dòng)，各位專家結(jié)合自身的研究工作經(jīng)歷，提煉了各行業(yè)中在氣固反應(yīng)分析方面尚存的難題，希望的分析方法與測(cè)試工具，對(duì)中科院過(guò)程工程研究所研發(fā)的微型流化床等溫微分反應(yīng)分析方法與分析儀的功能擴(kuò)展和解決尚存問(wèn)題積極建言獻(xiàn)策。
　　通過(guò)總結(jié)與會(huì)專家的討論意見(jiàn)，許光文研究員總結(jié)了進(jìn)一步發(fā)展等溫微分反應(yīng)分析方法、解決各行業(yè)尚存問(wèn)題或滿足各行業(yè)特定需求的技術(shù)方向。在近四個(gè)小時(shí)的討論中，現(xiàn)場(chǎng)氣氛十分熱烈。