油菜秸秆真空热解液化生物油分析与表征

以油菜秸秆为原料,利用GC-MS对真空热解制取的生物原油(BC)进行了成分测定,利用FT-IR和GPC对BC的低沸组分(LBF)和高沸组分(HBF)以及老化90d后的均相老化组分(HAF)和粘稠沉淀组分(TDF)进行了化学结构组成和平均分子量及分散度分析。研究结果表明,BC含有水、烷烃、酚、醇、酮、醛、羧酸、酯和芳香族类等物质;BC在分馏和老化过程中各官能团上电子剧烈运动,加强了分子间的作用力,内部各成分之间易相互反应,造成各组分与BC间存在差异;BC和LBF接近单分散体系,HBF、HAF和TDF均为多分散体系,分子量分散度分别达到15.85、7.91和20.86;BC化学稳定性较差,需对BC进行提质改性提高其稳定性,以实现其高品质利用。     

差示扫描量热法在稗草种子灭活中的应用

[目的]为了减少热除草设备的能耗、提高工作效率,研究稗草种子灭活的升温速率和最高温度。[方法]采用差示扫描量热法(DSC),研究了升温速率和最高温度对稗草种子玻璃化转变的影响。同时,对加热后的种子进行发芽率试验。[结果]升温速率是影响稗草种子玻璃化转变的重要因素。升温速率为5 K/min时,玻璃化转变不明显;升温速率为20 K/min时,玻璃化转变明显,玻璃化温度为75.9℃;升温速率增加到25 K/min时,玻璃化转变滞后,玻璃化转变温度为80.2℃。对加热后的种子进行发芽率试验,发现玻璃化转变是种子退化的重要原因。升温速率为5 K/min、最高温度为91℃时,稗草种子的发芽率为57%。而当升温速率达到20 K/min、最高温度为91℃时,种子全部丧失活性。[结论]影响杂草种子灭活的升温速率和最高温度,对于热除草设备的设计和田间作业参数设置具有重要的参考意义。     

樟木木屑真空热解工艺的响应面法优化及生物油组分分析

以樟木木屑为原料,采用真空热解系统进行了制取生物油的中心组合实验研究,以生物油产率为实验指标,利用响应面法(RSM)对热解液化工艺参数进行了优化,并对在最高产率条件下制取的生物油进行了理化特性、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和气质联用(GC-MS)分析。研究结果表明,热解终温、体系压力和升温速率对生物油产率的影响显著,但3者之间的交互作用并不显著。最佳热解工艺条件为:热解终温474.0℃、体系压力7.5 k Pa、升温速率20.0℃/min,在此条件下,生物油产率可达50.25%。与预测值(50.41%)较为接近。樟木木屑真空热解所得生物油的含水量较低(21.35%),热值较高(26.82 MJ/kg),常温下的运动黏度为3.85 mm2/s,密度1.08 g/cm3、p H值3.24和残炭量5.54%;生物油成分较为复杂,其中多种有机物可被进一步提取用作工业原料;生物油中羧酸(8.45%)、醛(26.17%)、酮(14.24%)类等腐蚀性和不稳定组分含量较高,需对其进一步精制,以优化真空热解生物油品质,提高其稳定性。     

HZSM-5分子筛催化热裂解油菜秸秆制取精制生物油

为了探究分子筛催化剂对精制生物油理化特性的影响和在线催化提质机理,HZSM-5分子筛在固定床反应器上对油菜秸秆真空热解产生的热解蒸气进行在线催化提质试验,研究了催化剂质量、催化剂硅铝比和催化温度等参数对精制油产率和理化特性的影响,并通过气相色谱-质谱联用仪对提质前后生物油的化学组成进行了分析,初步探讨了HZSM-5分子筛在线催化提质机理。研究结果表明,油菜秸秆用量约为150 g,当催化剂质量为60 g,HZSM-5硅铝比为50,催化温度为500℃时,获得的精制油具有较低的氧元素质量分数(27.97%)、较高的高位热值(30.14 MJ/kg)以及较高的氢碳比(0.121)。在该条件下,醛、酸和酮类等非理想产物质量分数分别由提质前的13.71%、11.75%和13.59%降低至3.38%、1.68%和4.48%,而低含氧量的酚类由31.99%大幅增加至65.47%,表明HZSM-5具有良好的催化提质功能。研究结果为生物质的转化利用和在线精制热解蒸气技术的发展提供可靠的试验及理论依据。