生物质热解液化生物质油的试验研究

该研究利用闪速热解液化技术将木屑转化为易储存、易运输、易处理、能量密度高的液体产品生物质油,对旋转锥式闪速热解液化系统进行了生物质热解液化生物质油的试验研究,并将生产的生物质油进行了常压精馏和减压精馏试验,用色谱质谱分析仪、核磁共振仪对其部分精馏组分进行了成分分析。     

农业废弃物综合利用技术的试验研究

阐述了有关农业废弃物综合利用试验研究成果。在农业废弃物的固化技术方面,指出了工艺参数对挤压成型机工作性能的影响,提出了热压成型工艺参数的大致范围;在生物质块的炭化技术方面,给出了热解工艺及其操作规范;在热解产物回收技术方面,指出了热解产物回收的工艺流程及其应用。     

金属元素对木屑快速热解的影响

采用傅立叶红外光谱（FTIR）分析,以木屑为研究对象,在管式炉中研究了Al/Ca/Fe/K/Na/Zn金属元素对生物质快速热解过程中热解速率以及CO和CH4析出规律的影响。FTIR分析表明：加入含金属元素添加剂抑制了CO和CH4的产量,添加剂对CO产量和CH4产量的抑制能力依次为Fe2O3＞ZnO＞NaCl＞CaO＞KCl＞Al2O3;Al2O3/ Fe2O3/ ZnO作为添加剂可缩短CO和CH4的析出时间,其中Fe2O3作用最为显著,其他添加剂对析出时间的影响相对较小。对热解速率的统计分析表明：加入金属元素降低了生物质的快速热解速率,热解反应速率大小依次为：不加添加剂＞Al2O3＞ Fe2O3＞ZnO＞KCl＞CaO＞NaCl。     

稻壳热解模型建立与应用

生物质连续热解工艺是适合工业化生产的高效、合理的处理方式,该文基于稻壳在升温速率为20～40?℃/min,反应终温为800℃的热分析试验数据,建立了稻壳热解过程的分段反应模型并获得了反应动力学参数,其中失水预热解阶段满足N阶反应,主热解阶段满足J-M-A方程。对所建模型在建模升温速率范围内、外进行了检验,发现模型计算结果与试验数据相近,模型计算误差不大于2.35%,说明模型具有较广泛的适用性,为热解反应器的设计提供了理论依据。根据稻壳常规热解下失水预热解和主热解反应过程的模型计算结果,设计了变螺距生物质连续热解反应器,并以稻壳粉末为原料进行了参数试验,结果表明,该反应装置能实现连续、稳定热解,但由于实际升温不是理论上的线性升温过程,导致连续热解试验结果与模型计算结果和热重试验结果间存在一定差异。     

互花米草与褐煤共热解特性试验

互花米草是一种高Na、K含量的盐生植物,直接燃烧存在结渣与沉积腐蚀问题,而与煤炭共热解可以有效发挥其高碱金属含量的特点。该文采用热重-傅立叶红外联用分析法(thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR)研究了互花米草与褐煤在质量比(S∶L)分别为1∶4、2∶3、3∶2和4∶1条件下的共热解特性。试验所用互花米草的Na、K质量分数分别为16 064.3和6 175.7 mg/kg,挥发分质量分数为75.40%,褐煤的挥发分质量分数为33.92%。TG分析表明,4种混合原料共热解均产生了协同效应,且主要表现为385~510℃温度区间内互花米草对褐煤热解的促进作用,在该温度区间内共热解反应活化能随互花米草比例的增加呈下降趋势,由褐煤单独热解时的53.62 kJ/mol最低降到S∶L为4∶1时的13.34 kJ/mol,同时共热解比褐煤单独热解反应速率常数升高幅度达到1~2个数量级。热解气体的FTIR分析表明,共热解可以提高热解气体的质量,与单独热解相比共热解可以促进CH4和CO气体的产生。从提高热解气体质量角度分析,4种混合样品中S∶L为3∶2和4∶1的协同效应更为明显。研究表明互花米草可以用作煤炭热解的可弃催化剂,拓宽了互花米草的能源化利用途径。     

转锥式生物质热解机械系统的研制

该文介绍了转锥式生物质热解系统的组成和工作过程，该系统以自行研制的三锥齿缘式锥式反应器作为主反应器，设计了连续弯叠火管式热载体加热炉和热载体气力输送装置。在反应器温度550℃条件下，取农作物秸秆和木材等生物质原料各5 kg进行试验，加工平均耗时为1分38秒，生物质油得率为75.30%。该系统的研制和试验，为大型生物质热解系统的开发提供了依据。     

松子壳连续热解制备木醋液试验

木醋液的应用十分广泛,但其成分较复杂。该文研究了松子壳热解过程中不同反应温度和时间对制备木醋液产物的影响,并对木醋液成分和性质进行了分析。结果表明随着反应温度的升高,木醋液产率先升高,在500℃左右时达到最大,然后迅速降低;含水率由94%左右降至85%左右;黏度降低,流动性变强;pH值由3.2左右降至2.6左右。随着处理时间的增加,木醋液产率、含水率、黏度、流动性和pH值变化的趋势均不明显。优化工艺(500℃、8 min)下热解制备的木醋液,其成分主要包括酚类、酮类、醚类、酯类、醛类、酸类、醇类和胺类,其中酚类和酮类物质的含量较高,质量分数分别为53.88%和20.93%,所以其抗氧化性较强,并且尽管其pH值较低,但腐蚀性较同pH值甲酸弱。     

生物质闪速热解挥发特性的模型研究

该文利用Arrhenius一级反应动力学模型来研究生物质闪速热解挥发特性。通过理论计算,得到了模型的表观活化能和频率因子动力学参数。通过在层流炉上进行的多种生物质闪速热解挥发实验,并利用灰分示踪法计算得到了挥发百分比实验数据。实验数据与模型比较,表明实验数据与理论模型吻合很好,对不同生物质而言只是模型中的表观活化能与表观频率因子动力学参数值有差异,该模型可以用来描述生物质闪速热解特性。     

稻壳、锯末成型燃料低温热解特性试验研究

该文分析了生物质低温热解的特性。分别以木块、锯末成型块和稻壳成型块为材料，研究了低温热解条件下加热温度和时间对产品热值、质量得率、能量得率的影响，并对产品的燃烧性能进行了试验研究。试验结果表明，与常规干馏热解法相比，生物质在280℃以下进行低温热解时，能量转化率较高，热值可达到中质煤标准，且燃烧性好，具有储存、携带和使用方便等优点，可以替代木柴、煤炭作生活、生产用能。同时热解过程中的馏出液和可燃气体等副产品较少，可减少液体和气体收集、净化设备的投资。     

基于试验和分子动力学模拟的海藻多糖热解机理

该文选取海藻内2种主要的多糖分子:条浒苔硫酸多糖和羊栖菜褐藻糖胶,采用Py-GC/MS、TG-MS宏观试验和微观分子动力学模拟的方法研究海藻多糖热解过程及其热解主要产物的形成机理,Py-GC/MS试验表明条浒苔多糖的热解产物以呋喃类物质为主,典型产物为5-甲基-糠醛,而羊栖菜多糖的热解产物以酸酯类物质为主。对海藻多糖模型化合物的热解过程进行分子动力学模拟发现热解过程主要发生在中温阶段,温度升高到420 K时,开始有羟基断裂;温度升高到500 K时,糖苷键开始断裂,环状单体内部化学键相继分解成各种分子碎片,由于其成分差异,热解产物也不尽相同,模拟分析的热解规律与试验结果基本一致。该文还结合TG-MS试验结果推导其热解过程中主要气体产物H2O、CO2、SO2的形成机理。     

农业生物质热裂解实验研究

研究了温度和加热速率等因素对玉米秆、棉柴、麦秸和稻草等农业生物质热裂解过程中产品得率的影响。实验结果表明,适宜的热解温度为500～600℃,原料滞留时间以6～8min为宜,可燃气、生物炭和木焦油等三种热解产品的得率(wt％)分别为40.2％、34.7％和25.1％;产品成份和有关指标的测试结果表明,燃气的热值为12.88MJ/m³,生物炭的热值为25MJ/kg,冷凝木焦油中的有机组份主要包括甲醇、糠醛、苯酚、邻甲酚、甲苯和醋酸等。     

固体生物质快速热解动力学参数计算

本文在介绍一个实验装置及其实验结果的基础上,运用化学动力学及热分析的基本原理对实验结果进行数学处理,得出木材快速热分解时气体生成的动力学表达式及其相应的动力学参数,并对实验结果进行讨论,说明应用该式计算木材热解时挥发份逸出的可靠性。     

一种带有产气热裂解装置的新型热解气化炉的实验研究

在实验室建造了一种带有产气热裂解装置的新型热解燃气发生炉作为实验模型,用玉米芯为燃料进行了对运行参数优化的试验分析。结果表明,强要根据入料的水分含量适当地搭配热解温度和热裂解温度,就可以得到较为满意的气化结果。对自然风干的玉米芯用600℃热解温度和800℃产气热裂解温度可使产气中焦油含量为9％以下、产气率达74％,产气性能远比普通煤气发生炉高得多。     

Biodiversity and Biomass Production of Weeds in a Long-Term Fertilization Experiment

A field experiment was carried out to study the influence of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) nutrient supply on weed flora in maize. The investigations were conducted in a long-term fertilization experiment launched in 2003 on a loamy chernozem soil with lime deposits, in Fejér County, Hungary. The composition, biomass weight, and density of weeds were determined in relation to different nutrient supplies. Seventy-five percent of weeds consisted of three species: Ambrosia artemisiifolia L., Datura stramonium L., and Helianthus annuus L. Density of weeds varied relative to the different nutrient treatments, with a range of 82–131 plants m^?2. The total weed density was significantly lower by 19.9–37.8 percent in the N-containing treatments (NP, NPK) than in non-N treatments. The density of the nitrophil D. stramonium L., Chenopodium album L., Chenopodium hybridum L., and Amaranthus blitoides S. Watson was higher when N supply was greater.     

落叶松人工林林分生物量预测模型的研究

本文以不同年龄、不同密度的落叶松（Larix olgensis）人工林为研究对象,基于95株标准木的树干解析和枝解析生物量数据,研究不同大小树木因子与单木各分量生物量之间的关系,应用统计分析软件建立落叶松单木各部分生物量的回归模型;利用单木各部分生物量回归模型方程估测落叶松人工林各林分的总生物量,并分析了不同年龄及林分密度下林分生物量的变化规律。研究结果表明林分的生物量随年龄的增加而不断增长,树干的生物量的比例是最大的,同时也随着年龄的增加而不断的增长,而树枝和树叶的生物量的比例较小,林分的生物量随林分密度的增加而不断增加。     

郑州市夏玉米生物量积累与增长分配规律分析

根据郑州市1994—2006年夏玉米生物量观测资料分析了不同生育期单株各器官的生物量变化和增长分配规律，得出：在玉米整个生长期，单株各器官的重量变化在不同生育阶段不同，结果导致各部分干重占全株干重百分比的差异。总体上看，拔节前叶片增长较快，占比率最高，达68％～88％；叶鞘增长也快但所占比例一直不大，最高时占20％；茎在拔节一抽雄期增长较快，最高时占41％；果穗在抽雄后直线增长，最高时占63％。同时，通过定量分析得到了各器官在整个生育期增长分配率的变化过程，模拟取得不同气候年型生物量积累曲线，研究结果可为当地玉米生长的定量化模拟提供参考。     

高寒矮嵩草草甸地面热源强度及与生物量关系的初步研究

在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,依据2002年涡度相关法观测的能量平衡各分量资料和6-10月植物地上、地下生物量测定值,分析了高寒矮嵩草草甸近地表热量平衡、地面热源强度的变化特征,讨论了地面热源强度与植物生物量季节变化过程中的相互关系。结果表明:在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,年内地面均为热源,热源强度季节变化明显,地面热源强度年平均为88.5 W/m2;地上生物量季节变化与热源强度具有显著的正相关关系,而地下生物量季节变化与热源强度关系不明显。     

Simulation of Biomass Partitioning and Production in Elephantgrass

Abstract

The expanded growth model has been used to simulate biomass accumulation with time by elephantgrass (Pennisetum purpureum Schum.) grown in Florida. It has been used to describe partitioning of biomass between stem and leaf components of the plant as well as total biomass accumulation with time. The linear relationship between biomass (Y) and the growth quantifier (Q) has been confirmed. Large biomass accumulation by elephantgrass is explained by the wide spread (σ=13.6 wk) in the solar driving function and the low value of the aging coefficient (c=0.05 wk^?1). Partitioning of biomass between stem and leaf components is accounted for in the growth quantifier by partitioning Q into a component for stem (Q _S ) and a component for leaf (Q _L ). This allowed fine‐tuning of estimates of parameters c and the partition coefficient k. Analytical functions contained in the model are easily evaluated, as illustrated in the procedures.     

柴油机代用燃料——生物柴油的试验研究

本文阐述了笔者从1985年初开始利用棉籽油作原料,加入适量催化剂,经过酯化反应、清洗过程,生产出性能与0^#柴油相当的代用燃料——生物柴油的试验研究工作。它的生产工艺简便,易于掌握,技术可行,能否大量生产取决于资源及经济可行性条件。经分析,目前直接采用食用油做原料制造柴油代用品经济上不合算,但通过产品综合利用开发,可降低成本,潜力很大。液体燃料的代用具有广阔前景。