农作物废弃物液化的实验研究

在250 mL的高压反应釜中对五种不同种类的农作物废弃物进行了液化研究。以花生壳作探索实验，重点考察了温度、时间、催化剂用量等因素对液化行为的影响，并给出了五种农作物的液化结果。研究结果表明，给料比为10 g原料/100 mL水时，在300℃～340 ℃、10 min、K2CO3添加量为1/30（催化剂/原料）的条件下，五种农作物废弃物液化获得的重油产率为21%～28%。对产物的高热值进行分析表明，农作物废弃物液化重油具有较高的热值，液化促进了能量分化，是农作物废弃物转化为生物燃料的有效手段。     

轻工业纤维素生物质过程残渣能源化技术

以农产品为原料的轻工业大都是典型的流程工业,在通过转化过程将原料转化为食品、饮料、添加剂、调味料、纸和中成药等产品的同时产生被称为过程残渣的固体废物与废料,如白酒糟、酒精糟、醋糟、甘蔗渣、中药渣、油粕、酱渣、菌渣和造纸黑液可熔渣等.这些残渣产生于特定的生产过程,富含纤维素、蛋白质或木质素,因此代表一种已经被集中的生物质资源.它们同时含水50%-80%、易腐烂变质、甚至呈弱酸碱性,因此是重要的环境污染源.本文着眼于轻工生物质过程残渣的高值化利用,分析指出富含纤维素的白酒糟、醋糟、甘蔗渣、中药渣、茶渣和造纸边角料等适合作为生物质能源而被转化利用,并根据资源特征提出了可能的技术路线.通过分别对热化学路线涉及的脱水干燥、燃烧发电与气化发电技术和集成乙醇发酵、沼气发酵的复合转化技术进行技术综述,最后针对不同规模的富含纤维素轻工生物质过程残渣能源化提供了技术选择建议.     

催化裂化生物质焦油构成变化

利用层析法对生物质焦油进行分析，比较了不同来源、不同裂化工况处理后焦油族分构成的差异，并对催化裂化过程机理进行探讨。生物质原料组成的不同导致热解焦油构成的差异，木屑焦油中芳香类和极性物的质量分数高于稻杆和稻壳焦油，热解温度越高产生的焦油芳香性越大。催化裂化后，芳香类族分在焦油中的质量分数增长近1倍，其他族分的质量分数出现不同幅度的下降，裂化温度950℃以上时，芳香类的质量分数已达50％。芳香类的转化速度较小，还存在其他族分向芳香类的转化，引起裂化后焦油芳香化程度增大，且这种趋势随焦油转化程度的增大而更为明显。     

基于差示扫描量热技术的生物质热解两步连续反应模型研究

采用差示扫描量热分析仪对我国的一种生物质试样在空气气氛中进行了实验, 发现试样从常温到923 K高温的低速升温过程中, 经历了两步明显的放热过程. 对放热机理的分析表明, 第一步主要是由半纤维素和纤维素的有氧热解过程控制, 第二步放热过程则受木质素热解和炭的氧化反应的共同作用. 采用等转化率方法和优化计算方法, 对热解过程的动力学模型进行了研究, 结果表明, 两步连续反应机理可用于描述生物质在空气气氛中热解的放热动力学.     

生物质快速热解制备液体燃料

本文回顾了生物质快速热解液化技术的国内外研究现状,重点叙述了初级生物油的化学组成和燃料性质,指出生物油是一种复杂的含氧有机混合物,具有水分含量高、氧含量高、热值低、酸含量高、安定性差和化石燃油不互溶等独特的性质;针对这些性质,介绍了几种常用的生物油精制提炼方法,包括催化裂解、催化加氢、高温热解气过滤、添加助剂、催化酯化、柴油乳化以及制备富氢合成气与费托合成,并分析了各种精制技术发展的关键问题。     

循环流化床生物质气化炉内计算流体动力学模拟——鼓泡流化床内改进的颗粒床模型（英文）

采用改进颗粒床模型的CFD方法模拟了实验室规模冷模装置内鼓泡床的流体流动时空特性。模拟结果表明表观气速是影响气固动态特征和压力波动的主要因素之一：随表观气速的增大，气泡数目增加，气泡体积增大，压力波动增强；气速越高时均压降越大；在内循环鼓泡流化床内固体颗粒呈“单室”流型。上述与实验观察相吻合的模拟结果将有助于放大和设计商业化的内循环流化床生物质气化炉。     

生物质基活性炭负载镍对CrⅥ的催化吸附性能研究

为了有效处理污水中的重金属铬,本文利用废弃物甘蔗渣负载镍和氮,制备出一种高催化性能的活性炭用于降解吸附污染水体中的Cr~Ⅵ.利用BET、SEM、Raman、XRD、XPS等手段对负载镍生物质基活性炭进行理化性质表征,对其催化吸附Cr~Ⅵ的性能进行评估并探究了其催化吸附机理。结果表明,在甲酸作为辅助催化剂时,负载镍生物质基活性炭对Cr~Ⅵ的最大降解量高达824.38mg/g,并且循环性能优良,活性位点有较高稳定性。而其催化吸附过程涉及到含氧官能团与Cr的络合作用、单质镍与Cr~Ⅵ氧化还原反应、Ni~(3+)和Cr~(3+)共沉淀等作用。     

基于CoFe2O4载氧体的生物质化学链气化热力学分析及实验研究

对基于CoFe₂O₄载氧体的生物质化学链气化反应进行了热力学分析,研究了载氧体添加量、温度及水蒸气含量对气化反应特性的影响。同时应用热重分析仪对CoFe₂O₄和生物质的气化反应特性进行了实验研究,并利用XRD对反应前后载氧体的物相组成进行分析。热力学研究表明,CoFe₂O₄在气化反应中能够提供晶格氧,有效促进生物质气化,提高碳转化率。随着反应温度升高,合成气中H₂和CO的含量增加,CO₂的含量减少。随着水蒸气含量增加,H₂和CO₂含量会增加,CO含量减少。添加水蒸气能够提高合成气中H₂和CO的比值,改善合成气的品质。热重实验及XRD结果表明,钴优先于铁被还原,钴与铁存在协同作用,钴能够促进铁的进一步还原。随着载氧体添加量的增加,载氧体被还原的程度会降低,载氧体与生物质的最佳质量比为0.8。     

解耦双回路气化系统中生物质催化水蒸气气化制富氢气体

为强化生物质气化过程中焦油转化和氢气富集,提出了一种新型解耦双回路气化系统(DDLG) 。该气化系统将气化过程解耦为燃料气化、焦油重整和半焦燃烧三个子过程,分别发生于三个独立的反应器,即气化反应器、重整反应器和燃烧反应器。其中,气化反应器和重整反应器并行布置,分别与燃烧反应器相连,形成两个平行的且可独立控制的双循环回路。以松木屑为原料及兼作为原位焦油重整催化剂的煅烧橄榄石为循环固体热载体,考察了反应条件对 DDLG 中松木屑气化性能的影响。结果表明,重整反应器从气化反应器中解耦,并辅以橄榄石催化剂,可实现焦油高效转化脱除。如气化反应器700℃、重整反应器 850℃和水蒸气与原料中碳的质量比(S/C) 1.2 反应条件下,产品气中焦油含量降低至13.9g /m~3,气体产率和H_2分别达到1.0m~3 /kg,和38.8%。     

乙醛低温绿色合成:焦磷酸锆催化乳酸脱羰反应

以生物基乳酸为原料,焦磷酸锆为催化剂,通过脱羰反应制备乙醛。探讨了模板剂、焙烧温度对催化剂的织构、表面酸碱性以及催化活性的影响规律。以此为基础,进一步揭示了催化剂的表面性质与脱羰反应活性之间的构效关系,发现乳酸脱羰反应由催化剂表面的酸碱位协同催化。和文献报道的相关催化剂比较,该催化剂拥有良好的低温催化活性。此外,在较高液空速、低催化剂用量以及控制低乳酸转化率(40%)下,催化剂连续运行50 h左右后,乳酸转化率及乙醛选择性没有明显变化,表明该催化剂拥有良好的稳定性能。通过反应尾气分析,证实了乙醛的合成主要是通过乳酸脱羰反应途径实现。