木质原料热解及活性炭结构的研究

以椰壳为代表原料进行热解研究，用热重分析法分析了椰壳热分解的机理。与一般木质原料一样，椰壳也是由半纤维素、纤维素和木质素构成，椰壳中的半纤维素的分解温度在200～260℃，纤维素的分解温度在260～295℃，木质素的分解温度在295～320℃。本研究还探讨了椰壳炭的孔结构参数，炭化温度425～720℃，其微孔容积为0．124～O．222mL／g，并用扫描电子显微镜观察了椰壳炭的表面形貌，椰壳在热分解时，细胞壁分解形成了微米级的大孔，并保留了椰壳的纤维状结构。采用离子发射光谱，分析了椰壳炭的微量元素组成，主要有铝、钡、铁、镁、钙、硅等。     

紫茎泽兰制备活性炭及其性质

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是一种分布广泛的林业恶性杂草,属亚灌木类,俗称解放草(王林等,2004),自从20世纪50年代从西南边境一带传入中国,在云南、四川、贵州等地迅速泛滥     

Coats-Redfern积分法研究生物质与煤单独热解和共热解动力学特性

采用Coats-Redfern积分法对生物质与煤单独热解和共热解过程进行动力学特性分析,考察了升温速率与反应级数在生物质与煤单独热解和共热解过程中对活化能的影响。结果表明,原料失重率在5%~80%的温度区间内,反应级数越高,反应温度越低,升温速率对热解积分曲线的影响越大,且随着升温速率的增加,热解积分曲线逐渐向高温区平移;在相同的温度段内选择不同的反应级数时,生物质热解积分曲线都可以呈现较好的线性关系,尤其是稻壳,选用的反应级数对拟合的结果影响不大;煤单独热解及煤与生物质共热解过程中,反应级数对拟合的结果影响比较明显,在较高反应级数时数据拟合程度都比较高,在较低反应级数时,拟合结果偏离直线形式,而且随着煤化程度的增加,拟合结果偏离直线形式越严重;生物质与煤共热解的拟合程度介于生物质与煤单独热解之间。通过分析动力学参数,发现生物质与煤在较低温度下协同反应效应较为明显,促进了共热解反应的进程。     

锥形流化床生物质气化技术和工程

利用生物质气化发电、生物质气化供气、生物质气化供热等技术,可以将各种生物质能转化成为高品位气体燃料、电力或蒸汽,是生物质高效转化利用的主要途径。流化床气化是生物质热化学转化的主要研究技术之一。本文主要论述了利用锥形流态化气化炉,对不同生物质原料,进行气化的工程化应用试验研究。应用锥形流化床气化技术,在江苏省和安徽省等地,建立了生物质气化供气、供热和小规模发电(400 kW)等三个不同用能形式的工程。并且从拟建立的6MW生物质热解气化发电的计算结果来看:生物质原料价格达250元/t以上,生物质单纯发电,经济上不可行;如果应用热电联供,并且利用热解气化的固体炭产品,则能够产生较好的经济效益。     

采用流态化技术制取活性炭的研究

本研究提供了一种结构简单易行,连续操作,生产强度大,适用于中小型厂生产活性炭的流态化炉型,同时为制取饮用水净化用核桃壳活性炭提供了活化一般工艺条件。     

生物质流态化气化技术研究

论述了在锥形流态化气化炉内，对生物质原料进行气化和催化气化的工程化应用试验研究。研究结果表明：麦草原料气化所产生的煤气热值比稻草和稻壳都高，木屑气化所产生煤气热值最高，非催化气化条件下，流化床气化产生的煤气热值比下吸式气化炉产生的煤气热值提高40％左右；催化气化试验发现，CaO能明显提高煤气热值、降低C0组分，Na2CO3催化气化能提高气体H2的含量。但是对气化产生的气体热值，流态化空气气化中，在710℃以下低温时，无明显的影响，当温度达到800℃时，添加催化剂能明显提高气体的热值。     

内循环锥形流化床秸杆富氧气化技术研究

开发研究了适合软秸杆气化的富氧气化工艺及锥形流化床气化炉。在 6 0 0～ 82 0℃气化温度范围内 ,研究了催化剂 (CaO、NaOH)、流化速度、床层压降对煤气热值的影响 ,以稻草为原料在CaO催化剂作用下 ,煤气中的重烃含量高达 4 .81%。对内循环锥形流化床气化炉在秸杆气化过程中的稳定性和安全性进行了试验 ,研究结果表明 :采用内循环锥形流化床气化炉及富氧气化工艺安全、稳定 ,所产生的煤气具有焦油含量低、煤气热值高等特点     

生物质流态化催化气化技术研究

研究了流态化气化炉用于生物质化的可行性和安全性，在富氧条件下研究了木屑气化工艺过程。探索了催化剂对气化过程及焦油裂解过程的影响，给出了一个最佳的工艺操作参数范围。煤气热值最高可达9.93MJ／Nm^3。     

Cu-Ni掺杂多孔金属氧化物催化竹材的液化

【目的】探究超临界甲醇介质中反应因素对Cu、Ni掺杂多孔金属氧化物(PMO)催化竹材液化产物的影响,以揭示活性组分在竹材液化过程的作用。【方法】以类水滑石为前驱体,通过共沉淀方法制备Cu、Ni掺杂的PMO催化剂,采用XRD、BET、SEM对催化剂进行表征。竹材液化在超临界甲醇介质中进行,液化产物采用GC-MS分析。通过单因素分析Cu/Ni比、催化剂用量、反应温度和反应时间对产物组成和分布的影响。【结果】XRD显示,Cu、Ni掺杂的镁铝水滑石结晶状况良好,呈现水滑石特有的7个衍射峰,未出现Cu O、Ni O的衍射峰。Cu、Ni的掺杂浓度越高,比表面积越小。SEM分析显示,类水滑石前驱体呈典型层状结构,经过焙烧后,层状结构消失,氧化物粒子发生团聚。随着Cu/Ni比增加,酮类产物收率呈逐渐增加趋势;在Cu/Ni比为1∶1时,醇类和烃类产物含量最多,而酚类和酯类含量最少。随着催化剂用量增加,酮类、醇类和烃类收率逐渐增加,特别是在用量20%时上升趋势尤为明显。反应温度高于甲醇的超临界温度时,酮类、醇类和烃类等含氧量相对较低的产物呈大幅度上升,而酯类和其他产物(主要包括醚类、酸类、呋喃类等)显著下降。【结论】Cu O和Ni O在复合氧化物中高度分散,掺杂的PMO具有更小的比表面积。甲醇的超临界温度是影响液化产物组成和分布的关键因素。随着竹材液化反应深入进行,不饱和官能团在甲醇裂解提供的原位供氢体系中发生加氢还原反应,生成含氧量相对较低的醇类、酮类和烃类产物。Ni的添加能够提高催化剂活性组分Cu的分散度,改善催化剂结构并提高其稳定性,从而提高催化剂对竹材液化的催化活性,同时Ni的加入和含量的增加可使混合氧化物的酸、碱性得到调变,改变PMO催化剂的催化活性,促进产物定向分布。     

竹炭超微粉制备与性能结构初步研究

采用高能球磨法制备竹炭超微粉,并对其性能结构进行初步分析。结果表明,与原颗粒竹炭相比,经球磨后的竹炭粒径明显减小,碘吸附值增加,体积电阻率下降。利用高能球磨法可制得微米级至亚微米级的不规则多边形竹炭超微粉。