竹材居里点快速热裂解研究

利用JHP-5型居里点裂解仪,在358、445、590和670℃4种居里点温度下快速热裂解竹材,通过GC-MS在线分析裂解产物。结果表明竹材居里点裂解液相主要产物为糠醛和酚类物质,其中445℃时2,3-二氢苯并呋喃的相对含量多达21%,并且液相主要产物的相对含量随温度的提高呈现先增后减的变化规律,裂解温度为445~590℃更利于液相产物的生成。裂解机理分析得知糠醛是由纤维素和半纤维素裂解产生,而酚类物质则来源于木质素。     

催化热解调控热解产物的研究进展

综述了煤和生物质催化裂解技术对热解产物的影响作用,分析了不同催化剂对热解气体和煤焦油的催化效果,对热解产物催化裂解技术进行了分析,展望了未来煤催化裂解的研究重点。     

松子壳热解重质油的催化改性

以红松松子壳为原料,采用连续热解装置研究了热解反应温度和时间对生物油得率的影响规律,在反应温度为450℃、反应时间为6 min时,生物油得率可达到40.74%,热值可达到22.66 MJ/kg。采用气相色谱质谱联用仪对生物油成分进行了分析,其成分以酚类为主,质量分数约为33.5%;选用HZSM-5及NiO/HZSM-5分子筛催化剂对热解重质油部分分别进行催化改性试验,结果表明:经NiO/HZSM-5分子筛催化剂催化后其中高沸点有机物质量分数降低约13个百分点;其黏度由原来的约3 290 mPa·s大幅度地降低至450 mPa·s,热值则由原来的约26.16 MJ/kg增加到30.33 MJ/kg,增加了16%,同时提高了重质油的燃烧性和稳定性;负载物氧化镍(NiO)的添加提高了HZSM-5催化剂的抗积碳能力。该研究也为后续生物油改性提供了参考。     

生物质热解柔性输送装置性能研究

为了解决生物质连续热解装置的螺旋绞龙与热解管因热变形而发生的机械干涉现象,研究了一种用于生物质热解的无轴柔性连续输送装置,设计了该无轴柔性螺旋叶片参数。以稻壳、木屑和黄豆为输送物料,探究了螺距、转速和有轴、无轴等因素对输送性能的影响。结果表明:柔性输送装置的输送能力随着螺距的增加而增强,在中低转速下,物料的处理量随着转速的增加呈线性增加,表明物料的输送量和通过时间可通过调节电机转速实现精准控制;无轴螺旋输送能力比有轴螺旋增加15%~30%,且输送过程平稳,避免了物料在输送装置与输送管之间发生挤压、进而出现死机的现象。     

用CONE法研究木材阻燃剂FRW的阻燃机理

采用锥形量热仪(CONE)法对复合木材阻燃剂FRW处理紫椴木材(FZ)、FRW的组分磷酸脒基脲(GUP)处理紫椴木材(GZ)、硼酸处理紫椴木材(BZ)和未处理的紫椴木材(UZ)的燃烧性进行了系统的测定，通过对上述试样在燃烧时的热释放、质量变化、烟气产生以及尾气成分等实验数据的综合对比分析，讨论了阻燃剂的作用机理。结果表明：1)FRW阻燃剂显著降低了木材的热释放速率(RHR)、总热释放量(1FHR)、有效燃烧热(EHC)、质量损失速率(MLR)、烟比率(SR)、比消光面积(SEA)、CO2的浓度及产率(Yco2)；2)GUP与硼酸之间存在显著的阻燃协同效应；3)FRW阻燃木材的MLR曲线与RHR曲线相似，失重和热释放主要发生在有焰燃烧阶段；4)FRW阻燃处理能显著提高木材燃烧时的成炭率，说明催化成炭是FRW阻燃机理的主要方面。     

Changes in phosphorus fractions in three tropical soils amended with corn cob and rice husk biochars

ABSTRACT

The formation of phosphorus (P) compounds including iron-P, aluminum-P and calcium-P in highly weathered tropical soils can be altered upon biochar addition. We investigated the effect of corn cob biochar (CC) and rice husk biochar (RH) pyrolyzed at three temperatures (300°C, 450°C and 650°C) on phosphorus (P) fractions of three contrasting soils. A 90d incubation study was conducted by mixing biochar with soil at a rate of 1% w/w and at 70% field capacity. Sequential P fraction was performed on biochar, soil and soil-biochar mixtures. Increase in most labile P (resin-P_i, NaHCO₃-P_i) and organic P fraction (NaHCO₃-P_o + NaOH-P_o) in CC and RH biochars were inversely related to increasing temperature. HCl-P_i and residual P increased with increasing temperature. Interaction of CC and RH with soils resulted in an increase in most labile P as well as moderately labile P (NaOH-P_i) fractions in the soils. CC increased most labile P in the soils more than RH. The increase in most labile P fraction in soils was more significant at relatively lower temperatures (300°C and 450°C) than 650°C. However, the increase in HCl-P_i and residual P of the soils was more predominant at high temperature (650°C). The study suggested that biochar pyrolyzed at 300–450°C could be used to increase P bioavailability in tropical soils.     

原料和热解温度对生物油分子蒸馏分离特性的影响

针对生物油组分复杂,难以直接应用的问题,该研究开展了不同生物油的分子蒸馏馏分分布规律的研究,并考察了不同原料和温度对生物油分子蒸馏分离特性的影响。热解液化试验结果表明,生物油组分以酸、醛、酮、酚、糖为主。随着热解温度的升高,松木生物油中轻质组分产率由21%不断降低至11%,而秸秆生物油中轻质组分产率稳定在20%左右。高温生物油各组分的平均分子自由程两极化程度加强,600℃制备轻质油蒸出比例最高,可以达到92%（松木）和86%（秸秆）。酚类化合物中酚羟基的数量可以显著影响其分离特性,较高的热解温度促进了酚羟基的产生,从而使酚类物质从蒸出部分（distillation fraction, DF）向残留部分（residual fraction, RF）中转移。分子蒸馏技术能够实现对不同生物油的有效分离,得到的DF中主要包含酸、酮和小分子酚类,RF则以糖和大分子酚为主,除了羟乙醛和苯并呋喃等化合物外,生物油中的大部分化合物的富集程度都可以达到90%以上。该研究可为快速热解生物油的分离及其后续提质研究提供一定的参考。     

典型废弃生物质的热解特性研究

对6种典型废弃生物质(锯末、稻壳、纸屑、橱芥、废塑料、废橡胶)进行热重实验分析及热解动力学分析;同时,利用TG/DTG曲线分析了它们的基本热解特性,包括热解区间、最大热解速率的温度、不同加热速度等对热解进程的影响等;通过热解动力学分析,给出了基本的热解动力学方程,研究了各种原料在不同升温速率下的热解动力学参数,为废弃生物质制取生物质能源技术提供基础数据.     

生物质热解液化制取燃油的综合效益分析

在我国,生物质能是一种重要的可再生能源,储量巨大,但由于其能量利用率不高,绝大多数还是低效率的直接燃烧.根据现有的技术条件和发展趋势,可将这些生物质在产地进行热解液化处理,建立生物燃油生产工厂,得到的生物燃油可以直接应用或再处理.为此,针对生物质热解液化技术的推广应用所带来的巨大综合效益进行了较全面的阐述和分析,以期对今后生物质热解液化技术的发展提供参考.     

煤与生物质恒温热解比较研究

在实验室自制固定床热解反应器中,选择了两种煤(神华煤和灵武煤)和3种生物质(花生壳、核桃壳和木屑)作为实验材料,定量化分析比较了恒温热解和同温热解停留时间对煤与生物质热解产氢及热解油、热解焦产率的影响.研究认为:实验用煤与生物质催化热解表现出基本相同的热解趋势,即提高热解温度和延长热解时间(对生物质添加合适催化剂)都有利于产氢;对煤而言,提高热解温度和延长热解时间还利于热解油生成,但对生物质而言,效果不很明显.