循环流化床中塑料粉与稻壳共燃生成NO的研究

为研究塑料与稻壳共燃的氮氧化物生成规律，在自行设计的循环流化床装置上进行了二者的共燃实验。研究了温度、塑料粉和稻壳的混合比例及过量空气系数对NO生成量的影响。实验结果表明，随温度升高，NO生成量升高；随塑料粉与稻壳混合比例增加，NO生成量呈降低趋势，且NO的生成量低于二者单独焚烧时生成量的线性叠加；随着过量空气系数增加，NO生成量降低。为寻找二者共燃NO生成的一般性规律，采用径向基神经网络建立了NO生成的预测模型，预测结果显示该模型具有很高的精度。     

杉木分级催化热解-气质联用实验分析

利用热解-气质联用仪对杉木进行了分级催化热解实验，考察温度和催化剂对热解产物组成和含量的影响。结果表明第1级300℃热解产物种类较少，以有机抽提物为主，而第2级500℃热解产物种类较多。ZSM-5和MCM-41两种催化剂都降低了热解产物中羰基化合物和大分子木质素热解产物的质量分数。ZSM-5降低了热解产物乙酸的质量分数，并形成大量芳香烃；而MCM-41提高了热解产物中乙酸和糠醛的质量分数。     

玉米芯和桉木的低温热解特性

为实现生物质资源的分级综合利用,该文采用热重分析仪和裂解气质联用仪进行了对玉米芯和桉木低温热解特性的研究。试验结果表明不同生物质原料低温快速热解产物有明显差异,玉米芯的低温快速热解产物主要有乙酸、2,3-二氢-苯并呋喃和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚,而桉木的产物主要是乙酸、糠醛和5,6-二氢-4-羟基-吡喃-2-酮。生物质低温快速热解产物种类较少,分布较为集中,玉米芯和桉木的酸类、呋喃类,桉木的吡喃类热解产物相对含量随温度上升而降低。生物质低温热解能有效分解其半纤维素,这为降低中温热解油的酸性和水分提供了理论指导。     

生物质气化与废弃物焚烧联合发电技术环境效益分析

介绍了生物质气化与废弃物焚烧联合发电技术,确定了该联合发电技术减排CO2环境效益的评估方法和基准线,定量计算了CO2减排增量成本和环境效益。对燃料费用、贴现率、C排放系数变化引起的不确定性进行了敏感性分析。结果表明,该联合发电技术具有显著的CO2减排环境效益,与基准线同等规模时效益为1457.2万美元/年。     

生物油中热解木质素特性

从生物油中分离出热解木质素,对其基本特性进行了研究,同时与一种碱木素进行了对比.两种木质素的主要元素质量分数基本相同,但热解木质素中碳元素质量分数比碱木素稍高,氧元素质量分数稍低;红外光谱试验发现相对于碱木素,热解木质素中含有较少的醇羟基.热重试验结果表明,热解木质素在比较低的温度下表现出较大的质量损失速率,其热稳定性比碱木素差;热解气质联用试验显示出两种木质素的热解产物组成存在较大的差异,在250、550℃两个热解温度条件下热解木质素的热解产物中芳香族化合物含量都明显高于碱木素,而碱木素250℃的热解产物中主要组分为醇类物质,芳香族化合物质量分数较低,550℃的热解产物中芳香族化合物质量分数上升,醇类物质质量分数下降,同时产生大量的丙酮.     

松木粉加压热解气化动力学特性

为了研究松木粉的加压气化特性,在加压热天平上分别进行了N_2、CO_2+N_2气氛下松木粉加压热解/气化试验,使用Malek法推断最概然机理,研究了反应压力与对热解/气化特性和动力学参数的影响。结果表明:压力对松木粉热解/气化过程有显著影响。N_2气氛下,压力的增大抑制了挥发分的析出,最大失质量由73.8%减小至71.4%;Malek法推断出二级反应级数和随机成核分别为加压热解第1、第2段最概然机理;热解第一段活化能由压力为0时41.15 k J/mol增大至0.9 MPa时的52.41 k J/mol。在CO_2+N_2气氛下,热解阶段压力的增大抑制挥发分的析出;半焦气化阶段,压力的增大促进气化反应的进行,使失质量速率峰值由0.101%/K增大至0.162%/K,且出现温度降低;二维扩散(圆柱形对称)为加压气化最概然机理;随着压力的提高,在碳转化率较高时,半焦CO_2气化速率逐渐提高。该文结果可为生物质的高效、清洁利用提供参考依据。     

强碱性熔融盐脱除生物质气化合成气中H2S的效果

为研究强碱性熔融盐对生物质气化粗合成气中酸性污染气体的脱除特性,在小型固定床反应器上,采用8.3%Na_2CO_3-91.7%NaOH对模拟粗合成气中的H_2S进行脱除试验,并建立了脱除过程的数学模型。结果表明:强碱性熔融盐对粗合成气中的H_2S有良好的吸收脱除效果,大多数试验工况下粗合成气中H_2S脱除率均大于99.9%。熔融盐温度、表观气速等条件对H_2S脱除过程影响较小,熔融盐静液高度、气泡大小等对H_2S脱除过程有较为明显的影响。S被熔融盐吸收以后在熔融盐内主要以Na_2S、Na_2SO_3、Na_2SO_4等形式存在,并在熔融盐内轴向及径向上基本均匀分布。模型分析表明,在熔融盐及气体物性确定的情况下,气泡大小、熔融盐静液高度等操作条件是H_2S脱除率的主要影响因素。该模型可较好地预测H_2S脱除过程,为利用熔融盐脱除粗合成气中H_2S的实际应用提供理论依据。     

喷淋冷凝温度对生物油理化性质的影响研究

在1 kg/h的流化床热解反应器上进行松木和玉米芯的热解试验,采用喷淋冷凝的方式获得不同性质的生物油,重点考察冷凝温度对生物油理化性质的影响。试验结果表明当冷凝温度从25℃提高到75℃,松木和玉米芯热解产生的生物油收集率分别降低了23.1%和20.8%,含水率分别降低了11%和18%,而粘度分别提高了181 cSt和10 cSt,热值分别提高了6.23 MJ/kg和5.04 MJ/kg;气相色谱质谱联用分析(气质联用)表明随着冷凝温度的提高,松木热解产生的生物油中脱水糖含量大幅提高,大部分轻质组分含量降低,而玉米芯热解产生的生物油中脱水糖和酚类物质含量都有所提高,有机酸和醛酮类化合物含量降低;核磁共振碳谱分析发现提高冷凝温度后生物油中的烷基碳含量降低,而芳香碳含量提高,芳香度增大。     

熔融盐-镍协同催化生物质热解制取富氢气体

在固定床反应器中研究了(Na_2CO_3-NaOH)熔融盐和镍对生物质三组分纤维素、半纤维素和木质素热解制氢的影响。结果表明,熔融盐中的氢氧化钠能吸收三组分热解产气中CO_2,从而有利于合成气中的CO转化成H2。熔融盐含有的碱金属Na~+和OH~-分别能促进半纤维素与纤维素、木质素的热解,木质素热解产氢量最高可达到1 148 m L/g,H2体积分数达到90.7%。熔融盐-镍协同作用时可以降低三组分产气中CH_4含量,与单独添加熔融盐相比,纤维素、半纤维素和木质素的CH_4产量分别下降35.0%、24.5%和12.0%。在熔融盐-镍的存在下,纤维素、半纤维素和木质素的最高产氢量分别达到910、714和1 106 m L/g,H2体积分数分别为77.6%,77.8%和91.6%。     

生物质焦催化裂解萘和苯酚的实验

通过生物质制焦条件(制焦温度、热解速率、原料种类)的改变制备了不同的生物质焦样品,并在热裂解仪--气相色谱/质谱联用装置(Py-GC/MS)上进行生物质焦对焦油模型化合物萘和苯酚的在线催化裂解实验,考察了反应温度、制焦条件、制焦原料对萘和苯酚催化裂解转化率的影响.结果表明,反应温度越高,生物质焦条件下萘和苯酚的在线催化裂解转化率越高;相同反应条件下,制焦温度越高,热解速率越快,生物质焦的比表面积、孔容积越大,催化活性越高.850℃快速热解杉木焦对萘和苯酚的转化率分别为55.6%和76%;生物质焦的扫描电镜观测和金属氧化物含量测定结果表明不同原料制得生物质焦催化活性差异与其表面形貌和金属氧化物含量有关.