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19880520

新虫 (初入文坛)

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[求助] 求尿素热解化学反应动力学参数估算方法已有3人参与

小弟是搞内燃机尾气排放的，最近在研究SCR系统尿素结晶机理。现在想根据尿素的热重分析曲线（TGA曲线）来求化学反应动力学参数。
化学反应机理如下图：

其动力学方程如下：
反应速率
R(1)=k(1)*urea
R(2)=k(2)*NH4
R(3)=k(3)*NCO*H
R(4)=k(4)*urea*NCO*H
R(5)=k(5)*biuret
R(6)=k(6)*biuret*NCO*H
R(7)=k(7)*cya
R(8)=k(8)*cya*NCO*H
R(9)=k(9)*amme
其中k（i）可以用阿累尼乌斯方程计算，R=8.31,T为温度，e是自然对数
k(1)=A(1)*e^(Ea(1)/RT)
k(2)=A(1)*e^(Ea(2)/RT)
k(3)=A(3)*e^(Ea(3)/RT)
k(4)=A(4)*e^(Ea(4)/RT)
k(5)=A(5)*e^(Ea(5)/RT)
k(6)=A(6)*e^(Ea(6)/RT)
k(7)=A(7)*e^(Ea(7)/RT)
k(8)=A(8)*e^(Ea(8)/RT)
k(9)=A(9)*e^(Ea(9)/RT)
各组分浓度变化率
durea/dt=(-R(1)-R(4)+R(5))
dNH3/dt = (R(2)+R(6))
dHCNO/dt = R(3)
dbiuret/dt= (R(4)-R(5)-R(6))
dcya/dt= (R(6)-R(7)-R(8))
damme/dt= (R(8)-R(9))
dHCN/dt= R(9)
dNH/dt= R(9)
dCO2/dt= R(8)
dNH4/dt= (R(1)-R(2))
dNCO/dt= (R(1)-R(3)-R(4)+R(5)-R(6)+3*R(7)-R(8)+2*R(9))
dH/dt=H_0+(R(2)-R(3)-R(4)+R(5)-R(6)+3*R(7)-R(8)+2*R(9))

我现在有这样一组热重分析TGA试验数据，温度升高率为10K/min，其中mass/initial mass为urea+biuret+cya+amme之和。我现在想用这组试验数据拟合出上述九个化学反应的频率因子和活化能，请问要怎么做？我被这个问题困扰了好几个月了，一直没有找到很好的方法。

数据如下：
temperature mass/initial mass
349.422 0.999276
370.417 0.998046
389.63 0.992421
407.512 0.978029
424.514 0.950498
436.611 0.91416
446.498 0.855916
455.503 0.785992
463.618 0.71314
472.198 0.622788
480.786 0.523683
489.361 0.437708
502.854 0.347409
512.735 0.295
527.52 0.251398
547.622 0.250159
575.762 0.250467
594.969 0.250677
609.27 0.24354
624.93 0.217452
637.484 0.172367
650.497 0.114157
666.176 0.070564
686.315 0.032856
703.32 0.002407

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1楼2014-02-27 22:55:00

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引用回帖:

8楼: Originally posted by dingd at 2014-03-01 14:55:37
1stOpt试试，太化时间，大概算了下，不知理解对否，供参考。有时间自己慢慢算。

Constant R=8.31;
ConstStr
k1=a1*exp(ea1/(r*t)),k2=a1*exp(ea2/(r*t)),k3=a3*exp(ea3/(r*t)),
k4=a4*exp(ea ...

谢谢1stopt真的是好方便啊。不过结果不太对，A和Ea应该都是大于零的。可惜没有这个软件啊，不知道有没有人会用matlab来编