添加乙酸乙酯对生物油稳定性的影响

以稻草秸秆快速热裂解生物油为样品,选取乙酸乙酯作为添加剂,按不同质量分数(分别为1%、6%、11%、16%和21%)添加到生物油中,考察原始生物油(空白组)及乙酸乙酯组生物油理化特性随贮存时间的变化规律。结果表明,随着乙酸乙酯添加质量分数增大,各乙酸乙酯组(1%、6%、11%、16%和21%)生物油最终pH值比空白组分别提高0.66%、2.33%、3.65%、4.32%和6.31%;最终含水率比空白组分别降低10.90%、20.17%、28.19%、30.27%和35.10%;最终运动黏度比空白组分别降低13.69%、39.08%、57.99%、66.00%和73.58%。FT-IR和GC-MS分析结果表明,添加乙酸乙酯能抑制生物油老化反应。此外,GC-MS分析结果还证实乙酸乙酯可以减少生物油内有机酸含量。     

生物油储存稳定性实验研究

对松木和玉米芯快速热解制取的生物油进行储存稳定性实验,经过储存老化后的生物油黏度增大,水分含量和固体颗粒物含量增加,pH值、热值、密度无明显变化。通过GC-MS对储存前后生物油中主要组分进行定量分析表明,生物油经过储存后,羟基丙酮、乙酸、糠醛等主要组分的含量明显下降,而2-甲氧基苯酚、4-甲基-2-甲氧基-苯酚、4-甲基-苯酚的含量有所上升。核磁共振的碳谱分析表明,经过储存后生物油中甲氧基碳和双氧-烷基碳的含量降低,而芳基碳和不饱和碳的含量增大,生物油的芳香度有所提高。     

Characterization and storage stability analysis of bio-oil

对松木和玉米芯快速热解制取的生物油进行储存稳定性实验,经过储存老化后的生物油黏度增大,水分含量和固体颗粒物含量增加,pH值、热值、密度无明显变化.通过GC-MS对储存前后生物油中主要组分进行定量分析表明,生物油经过储存后,羟基丙酮、乙酸、糠醛等主要组分的含量明显下降,而2-甲氧基苯酚、4-甲基-2-甲氧基-苯酚、4-甲基-苯酚的含量有所上升.核磁共振的碳谱分析表明,经过储存后生物油中甲氧基碳和双氧-烷基碳的含量降低,而芳基碳和不饱和碳的含量增大,生物油的芳香度有所提高.     

固体酸改质生物油的研究

利用乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的酯化反应为模型反应，筛选得到催化活性最好的固体酸催化剂40％SiO2/TiO2SO42－。 在一定的反应条件下，添加固体酸催化剂和溶剂，生物油的品质得到提高，热值提高了50.7％，运动黏度降低到原来的10％，密度降低了22.6％。生物油改质前后的GC MS分析表明，固体酸可以将生物油中含有的有机羧酸转化为酯类，如甲酸酯、乙酸酯等，使生物油中的羧酸组分发生了催化酯化反应，改善了生物油的品质，生物油物理化学性能得到明显的提高。3A分子筛对生物油的脱水作用不显著，对酸性、密度、黏度等方面影响较小。     

褐煤中水分对油煤浆流变性质的影响

针对云南褐煤,用真空干燥脱水和恒温恒湿箱处理获得了不同含水率的褐煤,在常温常压(t=19.3℃,p=1.01×105Pa)条件下研究了褐煤含水率对油煤浆流变特性的影响。研究表明,原料煤含水率对油煤浆黏度和流变特性有一定的影响。随褐煤含水率增加,油煤浆黏度先减小后增加。油煤浆浓度不同,剪切速率不同,黏度出现最低值的含水率值wmin也不同。浓度为45.45%的油煤浆,剪切速率小于4.4 s-1时,wmin为9.20%;剪切速率大于4.4 s-1时,wmin为7.80%。浓度为55.56%的油煤浆,剪切速率小于1.32 s-1时,wmin为7.40%;剪切速率大于1.32 s-1时,wmin为10.00%。随剪切速率变化,油煤浆黏度上下行曲线之间形成滞后环,表明油煤浆体系有触变性,并且不同含水率煤浆体系触变性不同,含水率越大,触变性越明显。实验中不同含水率褐煤油煤浆都属于假塑性流体,且含水率对模型参数有一定的影响。     

煤与生物油的成浆性能研究

利用不同煤种的煤和生物油制备了不同浓度的生物油煤浆,考察了生物油煤浆的成浆浓度、表观黏度、流变特性和稳定性。结果表明,生物油煤浆是具有一定屈服应力的非牛顿流体,其流变特性可用宾汉姆方程来描述;生物油煤浆的屈服应力和表观黏度都随着固体浓度的增加而增大;随着剪切速率的增加,生物油煤浆的表观黏度减小;四种煤中,无烟煤的成浆浓度最高,可达42%,其含碳量高达49%,相当于同种煤制成的74%的水煤浆含量。烟煤次之,褐煤最低;生物油与煤粉之间能够形成絮凝性的大分子网络结构,使得生物油煤浆存在屈服应力并能够保持良好的静态稳定性,4.0~5.0 d天没有软沉淀产生,数月没有硬沉淀产生。     

分级冷凝生物油组分富集与组分稳定性研究

利用GC-MS分别检测分级冷凝装置和常规冷凝装置制备的核桃壳生物油,对比常规冷凝生物油与分级冷凝多品级生物油有机组分的相对峰面积,发现分级冷凝对组分富集有较大影响,其中,乙酸在第四级生物油内相对峰面积从5.38%上升至9.44%;愈创木酚在第二级内从3.46%上升至6.23%;紫丁香醇在第一级内从1.48%上升至4.44%;异丁香酚在第一级内从5.52%上升至17.84%。经过75 d、15℃恒温恒湿储存后分级冷凝生物油水分增加,分别增加了1.58%、1.88%、1.80%、2.43%;脂肪类有机物峰面积减小;酚类有机物峰面积增大。第一、二级生物油内小分子有机物含量较少,老化反应强度较低;第三、四级生物油内小分子有机物含量较多,老化反应强度较高。根据GC-MS检测结果将有机物分类,统计各类有机物在储存前后的含量变化,分析储存过程中各类有机物发生的老化反应种类以及反应强度。     

酸性离子交换树脂催化酯化改质生物油的研究

以磺酸型离子交换树脂为催化剂, 在模型反应的基础上, 探讨了该催化剂在稻壳裂解油及其轻质馏分的催化酯化改质过程中的活性和效果, 并通过气-质联用仪对酯化前后的生物油进行了成分分析. 结果表明, 酯化过程中采用的催化剂可以方便地分离和循环使用; 生物油中的有机酸顺利地转化为相应的酯类(主要为乙酸乙酯). 通过催化酯化改质后, 两种生物油的理化特性均得到了有效改善, 热值分别由16.80和12.76 MJ/kg提高到20.08和18.33 MJ/kg, 相应提高了19.5%和43.6%; 黏度分别由11.83和1.42 mm²/s, 下降到3.77和1.12 mm²/s; 水分分别为23.7%和28.4%, 流动性明显增强, 理化特性得到了明显提高. 为生物油的精制加工提供了一种有效方法.     

木质素磺酸钠对铅酸蓄电池胶体性能的影响

采用不同比例的木质素磺酸钠作为胶体电解质添加剂，探讨其添加前后胶体电解质的物理和电化学性能的变化。 粘度测试、老化析水量测试以及循环伏安和交流阻抗分析表明，添加剂能影响胶体粘度，减少老化析水量，提高胶体电化学性能和减少胶体电池内阻。 确定添加剂最佳添加量的质量分数为0.005%~0.01%，胶体电解质中气相二氧化硅的适宜质量分数为3.0%。 采用UV-Vis、FT-IR光谱、TEM和SEM对添加剂和胶体电解质的结构和形貌变化进行了表征。 结果表明，添加木质素磺酸钠的胶体电解质形成更为疏松多孔的结构，更有利于离子的传导和电解液的储存。     

碱性条件下废轮胎真空热裂解研究

研究了废轮胎橡胶粉在450℃～600℃真空热解系统中热解的特性,以及温度和添加Na2CO3、NaOH对热解气液态产物的影响。实验表明,真空下废轮胎热解油收率在550℃时达到最大值,为48%左右。添加3%的NaOH能明显促进废轮胎橡胶热解,480 ℃时油产率达到最大值49.66%,随后随着温度的升高油产率呈现下降趋势。添加3%的Na2CO3对热解的促进作用不明显。热解气体产物主要有H2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6以及少量其他化合物。NaOH的加入使气体产品中的H2相对体积分数明显增加,而CH4、CO、C2等的体积分数降低。通过GC和GC-MS分析热解石脑油发现,热解油品中含有11%以上的柠檬油精。     

生物质快速热解油水相溶液超声乳化特性

使用生物油水相溶液与0# 柴油乳化,筛选了四种常用乳化剂和一种助乳化剂进行复配乳化实验,考察了复配乳化剂型号、乳化剂用量、超声作用时间对乳化效果的影响。结果表明,六种乳化液超过30d不破乳,与0# 柴油相比,密度和热值相差不大,含水量3%以下,黏度增大约40%,pH值降低一半。因素分析法表明,水相溶液与柴油质量比和不同的水相溶液对乳化效果影响较大。探讨了乳化机理,认为生物油水相溶液中水、醛、酸、酮等极性组分化合物稳定地被乳化剂包裹在W/O型乳化液液滴中,生物油水相溶液中少量的乙酸乙酯、芳香类化合物等则增溶于非离子乳化剂胶束中。热力学分析表明,超声乳化作用比静置作用具有更大的熵增,乳化液更趋于稳定平衡状态。     

松木预处理温度对生物油特性的影响

通过螺旋反应器低温预处理除去松木中的半纤维素和水分,然后用预处理得到的固体残渣来快速热解制生物油。固体残渣的化学组成分析和红外光谱分析表明,由于木质素含量的增加和炭化反应的发生,生物油的产率降低、焦和不可冷凝气的产率增加。随着预处理温度的升高,生物油水分含量减少,高位热值增加,运动黏度增加,密度增加,pH值先升高后降低,固体颗粒物含量增加。核磁共振碳谱分析表明,生物油的脂肪碳含量减少,芳香碳含量增加,芳香度增加。     

Physical and chemical properties of bio-oils from microwave pyrolysis of corn stover

This study was aimed to understand the physical and chemical properties of pyrolytic bio-oils produced from microwave pyrolysis of corn stover regarding their potential use as gas turbine and home heating fuels. The ash content, solids content, pH, heating value, minerals, elemental ratio, moisture content, and viscosity of the bio-oils were determined. The water content was approx 15.2 wt%, solids content 0.22 wt%, alkali metal content 12 parts per million, dynamic viscosity 185 mPa.s at 40 degrees C, and gross high heating value 17.5 MJ/kg for a typical bio-oil produced. Our aging tests showed that the viscosity and water content increased and phase separation occurred during the storage at different temperatures. Adding methanol and/or ethanol to the bio-oils reduced the viscosity and slowed down the increase in viscosity and water content during the storage. Blending of methanol or ethanol with the bio-oils may be a simple and cost-effective approach to making the pyrolytic bio-oils into a stable gas turbine or home heating fuels.     

Effect of ethyl acetate on carbohydrate components and crystalline structure of pulp produced in aqueous acetic acid pulping

The aim of this study was to investigate the changes in carbohydrate components and the crystalline structure in hemp bast fibers by adding ethyl acetate to acetic acid/water pulping processes. It was found that ethyl acetate added to acetic acid/water process had a positive effect on yield, viscosity and carbohydrate components in pulp. It was assumed that the delignification ratio increased by adding ethyl acetate to aqueous acetic acid pulping. Xylose content in hemp bast fibers was affected more negatively in the ethyl acetate/acetic acid/water process than in the acetic acid/water one. Crystallinity and crystallite size were higher in pulp sample obtained by the acetic acid/water process without ethyl acetate.     

芬顿预处理对木质素快速热解甲氧基脱除规律研究

采用不同H₂O₂含量的芬顿溶液对碱木质素进行预处理，并结合快速热解，探究轻质生物油中含甲氧基化合物含量的变化规律，同时研究了芬顿溶液对木质素结构的影响规律。结果表明，轻质生物油中含甲氧基团的酚类化合物峰面积从AL（未处理碱木质素）的7.3×10⁹下降至13-FML（H₂O₂含量为13 mL/g芬顿溶液预处理碱木质素）的5.2×10⁹，减少了0.29倍。而含甲基团和乙基团的酚类化合物峰面积从AL的3.9×10⁹上升到13-FML的7.2×10⁹，增加了0.85倍。同时，轻质生物油产率从22.4%提高到28.7%。通过FT-IR、¹H NMR和¹³C NMR分析发现，芬顿预处理使木质素凝缩性结构单元减少，甲氧基含量降低，为后续快速热解产生低甲氧基含量的生物油提供了有利条件。     

Producing fuel and specialty chemicals from the slow pyrolysis of poultry DAF skimmings

The production of bio-oil via the slow pyrolysis of dissolved air flotation (DAF) skimmings from poultry processing is described. The raw DAF skimmings were characterized for physicochemical properties and for thermal behavior (TGA). The bio-oil was produced in a batch pyrolysis system at varying temperatures between 400 and 700 °C to study the effect of temperature on product yield. The fatty acids in the bio-oil produced displayed a high degree of saturation that caused the bio-oil to have poor cold flow properties (high cloud point and viscosity) so a solvent extraction scheme was devised to extract a bio-oil fraction rich in unsaturated fatty acids that could be further esterified into a bio-diesel and fatty nitriles that could be further processed into surfactants. This ethyl acetate-soluble fraction demonstrated much improved cold flow properties as well as lower water content and a higher HHV. The esterification of this soluble fraction was performed using methanol and sulfuric acid as an acid catalyst and the formation of fatty acid methyl esters was verified using GC/MS and FT-IR.