白云石基多孔陶瓷负载Al2O3催化生物质热解试验

针对生物质热解催化剂煅烧白云石存在机械强度低、容易破碎的问题,提出以白云石和石英砂作为陶瓷主要骨料,烧制后经浓度0. 3、0. 5、1. 0 mol/L Al_2(SO_4)_3溶液处理,制成具有较高机械强度的白云石基多孔陶瓷;以制备的负载Al_2O_3的白云石基多孔陶瓷为催化剂,在水平管式炉上开展玉米秸秆粉催化快速热解试验。结果表明:当白云石与石英砂配比分别为30:70、40:60、45:55、50:50时,随着白云石所占比例的增加,生物油的产率先增大、后减小,生物炭的产率则先减小、后增大,当配比为40∶60时,存在生物油最大产率36. 85%,生物炭最低产率25. 11%。随着Al_2(SO_4)_3溶液浓度的提高,生物油的产率不断减小,生物炭的产率先减小、后又增大,与未经Al2(SO4)3溶液处理相比,生物油产率的降低幅度分别为10. 69%、15. 33%、21. 55%。生物油中醇类物质的相对含量略有增加,酮类、酸类、醛类物质的相对含量逐渐减小,但与不使用催化剂、未经Al_2(SO_4)_3溶液处理时相比,酚类物质的相对含量有显著提高,表明Al2O3的存在有利于酚类物质的生成。热解所产生的不可冷凝生物气主要成分为CO、CO_2、CH_4、H_2,其中CO_2的体积分数最高,约占63%,其次是CO,约占32%。加入制备的白云石基多孔陶瓷后,CO_2、CH_4和H_2的体积分数提高,CO的体积分数降低。     

多层二次风配风对玉米秸秆颗粒燃烧降低NOx产率及结渣的影响

秸秆类生物质具有碱金属及灰分含量高的特性,燃烧时灰分容易团聚结块而影响燃烧室内的配风及燃料的燃烧。本文设计了一种具有多层二次风配风的生物质燃烧试验装置,以玉米秸秆颗粒为燃料,研究了不同一二次风分级配比、多层二次风配比对烟气中CO、NOx等污染物浓度、燃烧效率及灰分结渣率的影响规律。结果表明：当采用一二次风分级配风时,能够显著降低烟气中NOx的浓度,烟气中CO和NOx的浓度变化趋势相反,呈现一种竞争关系。二次风位置较高或下层二次风量的减少,都易导致玉米秸秆颗粒燃烧不完全,CO浓度显著提升。与对照组相比,二次风多层配风下,燃烧室内各测点的温度和烟气中NOx浓度均有所降低,最低NOx浓度排放放生在W1工况（空气系数为1.2,一、二次风配比为60%：40%时,下、中、上二次风按（1/2,0,1/2））,约150 mg/m3。当采用二次风多层配风时,结渣率大幅度下降,最低为4.5%。W1工况的NOx浓度和结渣率均较低,综合评价为最优工况。常用的硅比指数G、碱酸比、Na含量指数、碱性指数Alc等4种结渣指数,均不能正确预测因燃料燃烧区温度T1变化而造成的结渣倾向变化,为此在硅比指数G中引入燃料燃烧区温度T1作为变量,修正后的硅比指数Gt可以很好地对玉米秸秆颗粒因燃料燃烧区温度T1引起的结渣倾向变化进行预测。     

流化床生物质快速热裂解试验及生物油分析

在自行研制的一套进料量为5 kg/h流化床上,选用高铝矾土为流化床床料,选择450℃、475℃、500℃和525℃ 四个反应温度对玉米秸秆粉的快速热裂解规律进行了研究,主要考察了不同反应温度对热裂解产物收集率的影响。在热解温度为500℃左右时,生物油收集率具有相对高的数值：37.5%。所得到生物油有两个分层,利用气相色谱－质谱联用仪对各自成分进行了定性分析。     

太阳能半导体冷藏箱热负荷分析与制冷试验

针对海岛、沙漠、草原、偏远山区等缺电地区对于食品、药品冷藏的需要,设计了一种基于半导体制冷的50 L太阳能食品药品冷藏箱。利用能量平衡法计算出冷藏箱的最大热负荷为76.55 W,确定所需TEC1-12706制冷片个数为3片,对选用的蓄电池容量、太阳能电池板规格进行了设计计算。开展了半导体冷端对流换热方式对制冷效果的影响试验,得出:采用强制对流换热方式时,可以使冷藏箱内温度在较短时间内达到较低的设定温度,采用导冷翅片散热方式不利于冷量的扩散,导致箱内温度降低缓慢,制冷效果差,甚至难以达到设定温度。开展了不同半导体组合的制冷效果试验,验证了设计方法的合理性。最后,对太阳能半导体冷藏箱的经济性进行了分析。     

基于电特性的红茶发酵中茶多酚含量快速检测方法

茶多酚是红茶品质的重要评价指标。以工夫红茶发酵在制品为研究对象,利用电特性检测技术与化学计量学方法相结合,构建发酵中茶多酚含量的预测模型。探讨了发酵中电参数的变化规律,以及不同标准化预处理和变量筛选算法对模型的影响。结果表明,对茶多酚最敏感的电参数为并联等效电容（Cp）、损耗因子（D）和电抗（X）,且集中在低频范围（0.05~0.10 kHz）。在茶多酚预测模型构建中,Z标准化（Center and zero mean normalization,Zscore）预处理、迭代空间收缩算法混合迭代保留信息变量算法（Variables combination population analysis and iterative retained information variable algorithm,VCPA-IRIV）能有效提升模型性能。VCPA-IRIV算法将引入变量数由162降低到31,压缩率达80.86%;VCPA-IRIV模型的最低交互验证均方根误差（Root-mean-squares error of calibration,RMSECV）和预测均方根误差（Root-mean-square error of prediction,RMSEP）分别为0.630和1.116,预测集的相关系数（Correlation coefficient of predication set,Rp）和相对标准偏差（Relative percent deviation,RPD）为0.941和2.956,表明电特性检测技术对红茶发酵中茶多酚含量的快速无损检测是可行的。     

木质纤维素生物质厌氧发酵沼渣热化学转化利用研究进展

厌氧发酵技术可以将木质纤维素生物质转化为沼气,并伴随副产物沼渣产生。随着大型沼气工程的发展,大量沼渣排放已成为厌氧发酵技术推广应用的主要限制因素之一,亟须对沼渣进行快速有效处理。其中,沼渣的热化学转化利用符合大型沼气工程发展趋势,是当前的研究热点之一。首先分析木质纤维素沼渣的原料特性与热化学转化潜力;再对沼渣成型燃料、热解以及水热炭化等领域的研究现状进行分析,着重对沼渣衍生产物特性、热化学转化过程中存在的问题以及与厌氧发酵结合的潜在优势等方面进行讨论;最后,对沼渣热化学转化的发展趋势进行了展望。木质纤维素生物质厌氧发酵与沼渣热化学转化结合的应用模式研究对大型沼气工程推广应用具有一定的科学意义。     

生物质成型燃料锅炉燃烧控制系统设计与试验研究

为实现生物质成型燃料锅炉高效清洁燃烧的目标,通过对生物质成型燃料燃烧过程进行多变量耦合特性分析,提出基于前馈串级复合控制方法的生物质成型燃料锅炉燃烧控制方案,并对搭载该燃烧控制系统的生物质成型燃料锅炉进行热平衡试验和大气污染物排放浓度检测试验。试验结果表明:当过剩空气系数α为1.7时,燃烧效率最高,达到83.2%~83.7%,且各项污染物排放浓度均低于国家排放标准要求,具有较高的推广利用价值。     

竖直管内陶瓷球颗粒运动的PIV测量

利用PIV技术对陶瓷球颗粒在竖直管内的流动进行测量,为下降管中流动混合过程热交换规律的研究提供理论支持.实验结果表明:在所采用的下料方式下,陶瓷球的运动是一种匀加速运动;在运动过程中,陶瓷球之间有相互的碰撞,但次数很少;陶瓷球与管壁也有相互碰撞,而且比陶瓷球之间的碰撞几率要大得多.     

防回火农林生物质碎料燃烧机设计与燃烧特性试验

针对农林生物质碎料在燃烧时存在连续进料及稳定燃烧困难、污染排放水平较高等问题,设计一种以玉米秸秆、碎木屑为主要燃料的农林生物质碎料燃烧机,采用水平进料方式,并进行防回火回烟、炉壁冷风压保护等设计,在不同一、二次风配比下进行了燃烧特性试验。当燃烧机进入稳定燃烧阶段,以碎木屑为燃料,一、二次风配比为0.8∶0.2时,炉膛内温度在(1 200±100)℃间变化,出火口烟气温度在(1 000±100)℃间变化;在一、二次风配比为0.8∶0.2和0.7∶0.3两种工况下,烟气中O_2、CO_2、CO质量分数分别在(13±2)%、(7±2)%、(0.2±0.1)%间波动,燃烧效率分别为98.8%、98.5%。以玉米秸秆为燃料时,在相同一、二次风配比下,与燃烧碎木屑相比,炉膛内温度和出火口烟气温度均低100℃左右;在一、二次风配比为0.8∶0.2和0.7∶0.3两种工况下,与燃烧碎木屑相比,燃烧烟气中O_2平均含量约低1%,CO含量略高,CO_2含量相差不大,燃烧效率分别为98.7%、98.9%。与一、二次风配比为0.8∶0.2相比,当一、二次风配比为0.7∶0.3时,以碎木屑或玉米秸秆为燃料时的炉内温度、出火口温度均低100℃左右。经JCP-HD型林格曼黑度计观测,以玉米秸秆或碎木屑为燃料,在一、二次风配比为0.8∶0.2和0.7∶0.3时排放的烟气林格曼黑度小于等于1级。当一、二次风配比为0.8∶0.2时,以碎木屑为燃料,烟气中PM2.5、PM5、PM10变化范围分别为56～72 mg/m~3、38～51 mg/m~3、43～63 mg/m~3,以玉米秸秆为燃料,分别为36～43 mg/m~3、21～35 mg/m~3、38～42 mg/m~3,满足锅炉大气污染物排放标准要求。     

流化床热裂解影响因素的研究

为了研究温度、喂料速率及压差等对热解产物的影响,以玉米秸秆粉为原料,氩气为流化气体,石英砂为流化介质,在自行设计的流化床上进行了热裂解试验.试验探索了生物油收集率、炭收集率以及气体产率与温度、压差和喂料速率的关系.研究表明,自行设计的流化床在工况为温度480℃、喂料速率在10g/min、压差为30mm水柱时生物油收集率最高为31.8%.