微藻生物质暗发酵产氢气和甲烷的研究

微藻生物质厌氧消化生产氢气和甲烷效率低下,本研究报道了一种新型微藻处理工艺即两段式暗发酵提高氢气和甲烷产量。结果表明微藻生物质的最佳有机负荷为10 g/L,相应的氢气产量为18.6 mL/g (每克挥发性有机质产气量)。进一步研究表明蛋白酶预处理能进一步提高水解酸化相中氢气的产量至35.5 mL/g,反应pH最低为6.0。同时,蛋白酶预处理能够提高产甲烷相中甲烷产量,并且最大产量为251 mL/g,显著高于空白对照组。机理研究表明两段式消化分别为水解酸化相和产甲烷相提供最佳环境。     

生物质催化气化重整制取富氢气体的实验研究

以流化床为气化反应器,以固定床为重整反应器,进行了生物质气化与重整制取富氢气体的实验研究.在不同的气化温度条件下,探讨Ni基催化剂、Ca基催化剂和两者的机械混合型催化剂对制取富氢气体的影响.实验结果表明:随着气化反应器温度的提高,3种催化剂均促进了重质烃类的分解转化,而Ni基和混合型催化剂使轻质烃的催化转化能力得到提升;在750---950 ℃范围内,混合型催化剂具有最佳的催化效果,H2产率达到79.4 g/kg,产物气中的H2体积分数为53.6%～59.7%;分别添加Ni基和Ca基催化剂时,H2产率分别达到64.0 g/kg和57.9 g/kg,产物气中的H2体积分数均达到40.3%以上.     

生物质制取氢气和生物油液体燃料

催化水蒸气重整由生物质快速裂解得到的生物油制取氢气,催化剂C12A7-O^-／15％Mg显示了很高的活性,并在我们所研究的几种催化剂中具有最高的氢产率．在最佳重整条件（T=750℃,S／C=6．0,GHSV=26000h^-1）下,得到70％的氢产率和约93％的最大碳转化率．结果显示,氢产率和碳转化率对温度和S／C（水蒸气和碳的摩尔比）具有选择性．目前结果表明,由水蒸气重整生物油制取的生物油舍成气,用费托合成法直接合成洁净液体生物油燃料将是一个很有前景的选择．研究了由生物油合成气制备的费托合成液体燃料的特征,在典型的反应条件（T=300℃,P=1．5MPa,W／F=12．5gcat·h／mol）下,总碳转化率（包括CO和CO2）约36％,C5＋的选择性约44％．     

两段式固定床芦竹催化热解实验研究

作为一种产量巨大的生物质原料,芦竹热解制取生物油的研究较少.为了探讨其作为热解原料的可行性以及得到高品质的生物油,以HZSM-5为催化剂在两段式固定床反应系统中进行了芦竹催化热解实验,研究了热解温度、催化温度和催化剂床层高度对热解产物分布以及对气体和液体组分的影响.结果表明:热解温度为500,℃时,液体产率达到最大值49.53%,;在催化剂的作用下,液体产物产率明显下降,液体产物中的酸类、醛类、酯类、酮类等含氧物质的含量有所降低,但轻质酚类和芳香烃等物质的含量明显增加.综合催化温度和催化剂床层高度的分析结果来看,催化温度为500,℃、催化剂床层高度为10,cm时,HZSM-5对油相品质的提高效果较为显著.     

生物质高温蒸汽气化制备富氢气体实验平台的设计

指出采用高温蒸汽进行生物质气化的优势,建立了生物质高温蒸汽气化制备富氢气体实验平台,包括高温蒸汽发生系统、下吸式气化炉、气体净化系统、样气采集系统和控制系统五部分。介绍了该实验平台运行的工作原理,以木屑为原料对实验平台进行了调试。结果表明:反应温度为945℃时,实验产生气体中H2含量达到48%,气体热值为11.7 MJ/m3;并可稳定连续燃烧,基本达到设计要求。     

氢气和氯气光化反应及其实验的研究

以光化学理论作基础,阐述了氢气和氯气光化反应的机理和影响因素,并在实际操作上提出提高氢气和氯气光化实验成功率的一些具体措施和改进方法.     

接种量对泔脚发酵产氢余物甲烷化的强化研究

 以城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了15％、30％、45％、60％的接种量对泔脚发酵产氢余物中温（36℃）批式厌氧消化的影响。结果表明：泔脚发酵产氢余物的产沼能力随着接种量的增大而增强。结合Gompertz模型拟合结果及理论分析,60%的接种量为泔脚发酵产氢余物沼气化的最佳接种量,其沼气化的延迟时间λ、产甲烷率、生物气中甲烷的最高体积含量分别为：4.37d,388.72mL/g,80.4％。消化结束后,除产沼过程失败的15％接种量以外,厌氧消化余物的pH值在 6.70～7.00之间,这为沼气中甲烷的高体积含量（高于常规厌氧消化的最高甲烷体积含量75%）提供了证据。     

强化传热生物质燃料热风炉研究

研制出用于粮食及其它农副产品干燥的新型热风炉。此炉型采用生物质燃料洁净燃烧技术及高强化传热技术,具有低污染、高效率、长寿命等优点。     

生物质型煤成型实验研究

采用冷压成型工艺在一定的压力下生产出生物质型煤,并对型煤的成型性能进行了研究。结果表明,在生物质型煤中,生物质起到了粘结剂的作用。在相同的成型条件下,生物质复合型煤的抗压强度比一般型煤的抗压强度要高,并且把生物质添加量控制在一定范围内时生物质复合型煤的强度随着生物质添加量和成型压力的增大而增大。     

生物质的流化床热解实验研究

用小型流化床实验台对4种农林生物质废弃物进行热解实验研究．研究发现：对所研究的生物质试样,热解温度低于500℃时,液态产物产率随着温度增加而增加．在500～600℃之间液态产物产率达到最大．当热解温度超过600℃时,液态产物产率随着温度增加而减少,气体产物产率增加,半焦产率下降．对于所研究的生物质,松木屑和甘蔗渣的半焦产率远远低于花生壳和谷壳的半焦产率．这可能是由于松木屑和甘蔗渣灰含量低于后两种生物质;另一方面也可能是由于松木屑和甘蔗渣中的无机物质（Na和K）的含量较多的缘故．     

氯气和氢气光激发实验的改进

<正> 1 实验装置图 1 塑料盖片(药品瓶软塑料内塞) 2 细铁丝挂钩 3 镁条 4 浓盐酸 5 高锰酸钾片(医用JPP片)4～6粒。 6 锌粒(15粒左右) 2 实验操作 2·1 揭开塑料盖片,用滴管吸取一管浓盐酸。先将1/2滴管盐酸滴浸在锌粒上,迅速将剩下的1/2滴管滴加入小试管的高锰酸钾     

预处理生物质的热解实验研究

通过分步添加Ca(OH)_2与甲酸获得甲酸钙的方法对生物质进行预处理,在管式炉上开展了预处理生物质热解实验,研究了甲酸钙预处理对4种生物质热解特性的影响.样品的红外分析显示,甲酸钙预处理影响了纤维素和半纤维素的结构,一定程度上破坏了乙酰基侧链,而对木质素苯环结构影响较小,且出现了明显的羧酸根官能团振动.热解实验结果表明:木屑的生物油产率高于3种秸秆类生物质(玉米秆、稻秸、麦秆),最大生物油产率达到0.496 g/g.甲酸钙预处理使得生物质的半焦和气体产率增加,而生物油产率下降.GC-MS分析显示,木屑生物油酸类含量低于秸秆类生物质,而酚类物质含量较高,其中麦秆生物油酸类含量最高,酸度最强.甲酸钙预处理明显减少了生物油中乙酸和左旋葡聚糖的含量,增加了羟基丙酮与环戊烯酮等酮类物质;而且甲酸钙预处理显著降低了生物油的酸性,且对秸秆类生物质的改善作用更加明显,其中木屑生物油p H值从4.1~4.3增加到5.6~5.8,麦秆生物油从2.4~2.7增加到5.0~5.3.     

从炼厂酸性气体中回收氢气和硫磺的实验研究

利用氧化还原反应和电解反应构成的双反应工艺,对炼油厂含硫化氢的酸性气体进行处理,回收氢气和硫磺,考察了液相流量,液相中Fe^3 的浓度及气相流量对硫化氢吸收传质速率的影响,并对双反应工艺的稳定运转进行了实验验证。实验结果表明,该工艺过程可行,在适宜的操作条件下,硫化氢的吸收率可达99．9％以上。     

氯气和氢气光化反应实验的改进和体会

氯气和氢气光化反应实验,难度较大,不容易作好,目前介绍这方面的资料和经验以及具体的作法也很多,笔者都分别进行过实验,总的体会是都有成功的可能性,但把握不大,特别是作为演示实验的要求还有差距,笔者在保证实验效果明显的前提下,在实验装置上作了较大的改进,现将我在实验中的点滴体会,介绍如下。     

生物质与煤共气化制取氢气的试验

采用单一流化床二步气化方法,在流化床中用纯水蒸汽做气化剂进行生物质与煤共气化制取氢气的工艺试验.研究了反应温度、生物质与煤的质量比值、水蒸气和生物质的质量比值m(S)/m(B)等参数对产氢量的影响,同时考察不同工作条件下的焦油质量浓度.通过对气体成分和产率的试验分析计算出氢气的实际产量和最大产量.试验结果表明,反应温度和水蒸气量是提高氢气实际产量以及潜在产量的重要参数.当反应温度区间在950～1 000 ℃,m(S)/m(B)为0.9,生物质与煤的质量比值为4/1时,每千克无灰干基生物质和煤的实际产氢量为68.25 g,潜在产氢量最大值可达138.01 g.     

两段式生物质气流床气化制费托燃料的技术经济性分析

该文建立了两段式生物质气流床气化炉系统的计算模型,分析了气化温度、压力和气化剂对于气化炉特性的影响规律,介绍了生物质气化及费托合成系统的各个组成部分,并对系统进行了经济性分析。结果表明:两段式生物质气流床气化炉的气化特性优于固定床和流化床气化炉;气化温度是影响生物质气化炉气化特性的主要影响因素,当气化温度从900℃升高到1 600℃时,冷气化效率降低了19%;气化压力和气化剂的影响则相对较小;较为理想的气化条件为1 300℃、6.5 MPa、O2气化;两段式生物质气流床气化系统比流化床气化系统的生产成本更低。     

生物质烟气除尘技术实验研究

生物质能是重要的零碳可再生能源,烟气除尘技术是影响其发展的重要因素。基于耦合电袋除尘器实验平台,研究了不同电压下耦合电袋除尘器在生物质飞灰脱除领域中除尘性能、运行性能和能耗变化,对比了最佳实验电压下不同结构除尘器的性能和滤料类型对耦合电袋除尘器性能的影响。结果表明：施加电压增大,耦合电袋除尘器对大粒径生物质飞灰脱除效率明显提高,出口总尘浓度降低,最终压降降低,由-10 kV对应的920 Pa降至-20 kV时的317 Pa,减小了65.54%;起晕电流增大,总能耗先减后增,综合性能提升。最佳实验电压下,耦合电袋除尘器综合性能较前电后袋式除尘器优越,但能耗较高;电袋除尘器性能优于布袋除尘器。相较燃煤飞灰,耦合电袋除尘器对生物质飞灰脱除效率较高,出口浓度较低,能耗较高,综合性能较低。     

生物质再燃脱除NO的实验研究

利用固定床反应器进行了稻壳、玉米秆及污泥3种生物质再燃脱除NO的实验,分析了生物质燃料种类、再燃区温度及氧浓度对再燃脱硝效果的影响.结果表明生物质种类对再燃脱硝效果有很大影响,挥发分含量高的生物质会取得更好的脱硝效果.实验工况范围内,稻壳、玉米秆和污泥所取得的最大再燃脱硝效率分别为87.62%、84.57%和60.34%;当再燃区温度从700℃上升至1 100℃时,再燃脱硝效率会随着再燃区温度的升高而增大;而随着再燃区氧浓度的增大,再燃脱硝效率会变差.