木聚糖CP-GC-MS法裂解行为研究

采用居里点裂解仪-气相色谱仪-质谱仪(CP-GC-MS)联用分析技术,以木聚糖作为半纤维素的模化物,研究了居裂解温度对木聚糖快速裂解产物组成及其含量的影响,并与纤维素居裂解行为进行了对比。结果表明,木聚糖居裂解过程可以分为两个区域:居裂解温度小于300℃时,木聚糖发生了剧烈的糖基断裂,生成了糠醛和糖类单体化合物,其中糠醛含量在280℃时达到了54.38%;居裂解温度大于300℃时,糠醛和糖类单体化合物等含量下降,小分子的醛酮类化合物种类和含量大幅度提高;纤维素与木聚糖居裂解行为存在明显差异,木聚糖居裂解温度明显低于纤维素;木聚糖裂解的主体产物是糠醛,而纤维素裂解的主体产物是葡聚糖。     

林木剩余物快速热裂解液化技术探析及展望

采用快速热裂解液化技术将低品位的生物质资源转化为高品质的生物油,以制取燃料或化工原料是最具有发展潜力的生物质能转换技术,也是开发利用林木剩余物的重要手段.着重探析了快速热裂解液化技术的机理及工艺流程,归纳了几种典型的反应器类型以及生物油的特性、精制和利用,指出了林木剩余物快速热裂解液化技术研究的发展方向.     

不同热解温度制备的香菇菌糠生物炭对孔雀石绿的吸附及其机理分析

为探讨菌糠原料及其所制备生物炭的理化性质与其对染料孔雀石绿吸附性能之间的内在关系,以香菇菌糠为原料,在不同热解温度下(350℃和750℃)制备菌糠生物炭(LS350和LS550),研究热解温度对生物炭理化性质与染料吸附性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对吸附前后的菌糠和菌糠生物炭进行表征,探究其吸附机理。结果表明,随热解温度的升高,吸附剂比表面积增大,芳香化增强,草酸钙(碳酸钙)组分增多,这些理化性质是引起生物炭吸附性能差异的重要原因;批量吸附试验表明,香菇菌糠和菌糠生物炭对孔雀石绿的吸附过程符合准一级动力学模型与Redlich-Peterson模型。由Langmuir模型计算得到香菇菌糖、LS350和LS750的最大吸附量分别为6 785.65、6 986.74和13 118.43 mg·g^-1,LS750的吸附量最高。吸附机理表明,香菇菌糠和菌糠生物炭对孔雀石绿的吸附过程主要包括氢键作用、π-π共轭作用、静电引力、阳离子交换等机制。以香菇菌糠为原料制备的生物炭对阳离子染料孔雀石绿具有高效吸附性能,且可重复利用,可为菌糠生物炭应用于印染废水处理提供理论依据和实践支撑。     

CO2气氛耦合粉煤灰催化生物质热解生油特性分析

针对生物质热解生物油中可利用组分富集程度低的问题,该研究以不同颗粒尺寸的玉米秸秆为研究对象,通过固定床热解设备开展了CO2气氛下粉煤灰与秸秆共热解试验,分析粉煤灰对秸秆热解产物分布的影响规律,并重点研究CO2耦合粉煤灰对液相产物中含氧化合物组分的作用机制.结果表明,当颗粒尺寸为0.17～0.21 mm时,生物油产率最大...     

基于载La半焦基催化的松木热解试验

采用浸渍法,以松木热解半焦为载体,制备了载La半焦基催化剂,利用自行设计的两段式生物质催化热解固定床反应系统进行松木燃料棒催化热解试验,研究不同重整温度下载La半焦基催化剂对生物质热解气、焦油、焦炭三相产物的影响规律。通过气体组分的变化、焦油FTIR谱图的变化以及催化剂SEM、XRD表征特性测试,探讨载La半焦基催化剂对生物质热解催化重整效果随温度的变化规律,并与无催化剂和以半焦为催化剂的催化性能进行对比。试验表明:催化重整温度为800℃、La负载量为6%时,半焦基催化剂性能较好,经载La半焦基催化剂催化重整后,松木热解气最高产率达到531 g/kg,焦油生成量最少,为90 g/kg;H2体积分数由650℃时的20.42%升高至850℃时的32.66%,相较于无催化剂和半焦催化剂条件,载La半焦基催化剂在800℃时H2体积分数明显高于无催化剂时的16.77%和以半焦为催化剂时的20.06%;焦油生成量降低趋势明显;经催化重整后,催化剂存在金属元素的团聚现象,活性组分La2O2CO3和La转化为La2O3,伴随着积碳、积灰堵塞催化剂表面部分孔道,催化活性有所减弱。研究表明,载La半焦基催化剂表现出较好的松木催化热解性能。     

棉秆热解分级冷凝产物改良盐碱土效果

为揭示分级冷凝热解液对盐碱土的改良作用，以三级冷凝方式作为棉秆热解液精制方法，分析分级冷凝对产物组成影响；在此基础上，利用盆栽试验，以不同热解温度下获得的棉秆分级冷凝第3级产物稀释不同倍数后施入盐碱土，考察分级冷凝第3级产物对于小白菜生长、土壤pH值、全盐量、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、有机质，碱解氮、速效磷和速效钾的影响。结果表明：1）分级冷凝可以达到棉秆热解液从源头分离的目的，实现酚类与酸类物质的粗分离，分级冷凝第3级产物的酚类与酸类物质浓度分别为单级产物的0.50～0.55与1.21～1.35倍。2）灌施分级冷凝第3级产物可以显著促进小白菜的萌发与生长（P<0.05），热解温度与稀释倍数均会影响促进作用。中温热解以及较大的稀释倍数对种子萌发更有利，500 ℃热解获得分级冷凝第3级产物稀释600倍灌施时，小白菜的长势最好，发芽率、株高与株质量分别提高32.12%、95.11%与120.03%，丙二醛含量降低48.39%。3）灌施分级冷凝第3级产物会显著影响土壤酶活性，除稀释50倍时降低土壤脲酶与碱性磷酸酶活性外，其他稀释倍数下土壤中酶活性显著增加（P<0.05）。4）灌施分级冷凝第3级产物会显著降低盐碱土的pH值与全盐量，显著增加盐碱土的有机质，碱解氮、速效磷和速效钾的含量（P<0.05）。上述结果表明，分级冷凝第3级棉秆热解产物可有效对盐碱土进行改良，热解温度与稀释倍数会显著影响改良效果，该研究能够为生物质热解液在盐碱土改良中的应用提供一定理论依据。     

Fe、Co、Cu改性HZSM-5催化热解制备生物油试验

采用浸渍法对HZSM-5分别进行了Fe、Co、Cu改性;通过XRD、Py-IR和BET法对改性HZSM-5进行了表征;在两段式固定床反应器上进行了生物质热解气的在线提质试验;分析了改性HZSM-5的催化提质和抗结焦性能。结果表明,Fe、Co、Cu改性负载物分布较为均匀,没有团聚成大颗粒晶体,对HZSM-5的酸性分布产生了不同的影响,同时修饰了分子筛孔道,减小了分子筛孔容;经Fe、Co、Cu改性HZSM-5催化所得精制生物油的产率为18.37%~19.03%,O质量分数为15.13%~17.23%,p H值为5.05~5.12,运动黏度为5.16~5.22 mm2/s,高位热值为34.56~36.01 MJ/kg;精制生物油中含有多种官能团,有机物种类较多,烃类物质总含量有明显升高,尤其是PAHs的含量显著升高,芳构化性能显著增强,其中,经Fe/HZSM-5和Co/HZSM-5催化提质,生物油中MAHs含量相对较高;Fe/HZSM-5和Cu/HZSM-5抗无定型焦炭的性能较强,Co/HZSM-5抗石墨型焦炭的能力大幅增强。     

玉米芯半焦CO2等温气化特性及动力学

为研究玉米芯半焦在CO2气氛中的气化特性，采用等温热重法考察了5、40、100℃/min热解升温速率和800～1 000℃反应温度对气化反应活性影响的程度。结果表明，随着热解升温速率的提高，半焦气化的总反应速率有所提高，完成反应所需要的时间相应减少。反应温度对整个气化过程有着重要的影响。随着温度的升高，反应速率明显加快，反应时间显著缩短。通过扫描电镜观察了不同热解升温速率下半焦的表面形态，表明热解升温速率越高，半焦表面的孔径越大，孔结构越发达。对比分析可知，反应温度比热解升温速率对气化过程有着更加重要的影     

土壤重金属污染修复植物处置技术进展

植物修复是一种环境友好、易操作且具有经济效益的土壤污染修复技术，其可用于土壤原位修复，但修复后会产生含大量重金属的植物，对修复植物的处置成为亟待解决的科学问题。本文对现有的修复植物处置方法进行了综述，如焚烧法、热解法、热液改质法等，探讨了各种方法的优缺点以及目前研究存在的问题，并对其中的热解法与热液改质法的未来研究方向进行了展望，以期为今后在实际应用中合理选择修复植物处置方法与资源化利用提供依据与参考。     

木屑热解挥发物冷凝特性研究

在自行设计的生物质热解挥发物两级冷凝特性参数测试系统上,进行了木屑在450、550、650℃下热解挥发物冷凝特性研究,其中,一级冷凝采用空气作为冷凝介质,二级冷凝采用水作为冷凝介质,计算了表面局部冷凝换热系数,以及冷凝液膜热阻和厚度。结果表明:一级冷凝换热系数随着温度的升高而减小,在热解温度为450℃时达到最大值671.02 W/(m2·K);二级换热系数随着温度的升高先增大后减小,在热解温度为550℃时达到最大值1.484×105W/(m2·K)。基于冷凝器内壁一维稳态冷凝换热特性,分析了冷凝液膜形成过程,存在3个阶段:液膜形成、液膜积累、液膜流动。在液膜形成和积累阶段,液膜厚度逐渐增大,热阻变大;液膜厚度达到一定程度后,冷凝液产生流动,在液膜流动初期,液膜厚度逐渐减小,热阻变小;在稳定流动期,热阻基本保持稳定。