棉秆热解特性的分析

对棉秆进行热重分析和不经粉碎直接热解炭化试验研究。结果表明,棉秆样品在200~450℃内失重迅速。棉秆不经粉碎直接热解炭化后,所得三相产物在500℃时,生成秸秆液和秸秆炭的比例最高,而生成秸秆气的比例最低;在400℃时,秸秆炭中的含碳量最高。在棉秆热解过程中,随着反应温度增加,热解固体产物质量不断减少,但是固体产物中固定碳不断增加;热解温度高于400℃后,随着反应温度的增加,固定碳开始下降。     

棉秆催化热解的TG-MS分析

[目的]利用热重-质谱联用（TG-MS）技术,分析了棉秆在催化条件下的热解过程.[方法]采用活化热解区与消极热解区法、热解特性指数法,比较了CaO、MgO对棉秆热解的影响,通过质谱分析研究了CaO、MgO对棉秆热解过程中焦油组分析出的影响.[结果]CaO、MgO对棉秆的活化区和消极区均有催化作用,且CaO、MgO对棉秆的挥发分析出特性具有改善作用;棉秆热解产生的焦油组分主要为苯、甲苯、苯酚,CaO、MgO的加入使焦油组分的析出温度范围变窄、离子强度下降.[结论]该研究为棉杆的催化热解研究提供了科学参考.     

棉秆结构及热解规律的研究

[目的]研究棉秆的结构及热解规律。[方法]采用热重分析法研究了棉秆纵向（棉杆和棉根）及横向（皮层、质层和髓层）的热解特性。[结果]棉秆是一种质地不均匀的材料,其横、纵向各结构存在较大差异,各层成分含量差异明显。棉杆和棉根随升温速率增大反应程度越剧烈,炭得率依次减小,且相同升温速率下,棉杆炭得率高于棉根;皮、芯、髓层炭得率依次减小,皮层反应剧烈程度小于芯和髓层。[结论]该研究为获得棉秆活性碳技术提供了理论依据。     

棉秆结构及热解规律的研究（摘要）

[目的]研究棉秆的结构及热解规律。[方法]采用热重分析法研究了棉秆纵向（棉杆和棉根）及横向（皮层、质层和髓层）的热解特性。[结果]棉秆是一种质地不均匀的材料,其横、纵向各结构存在较大差异,各层成分含量差异明显。棉杆和棉根随升温速率增大反应程度越剧烈,炭得率依次减小,且相同升温速率下,棉杆炭得率高于棉根;皮、芯、髓层炭得率依次减小,皮层反应剧烈程度小于芯和髓层。[结论]为获得棉秆活性碳技术提供了理论依据。     

落叶松木材的热解特性

采用热重分析仪研究了在不同升温速率、粒径下,落叶松树皮和实木的热解特性.结果表明:升温速率升高使热重(TG)和微商热重(DTG)曲线向高温侧移动,热解主要阶段变宽;粒径增大,DTG曲线温度增加,GDT绝对值减少;落叶松树皮GDT最大值为-0.0048,落叶松实木GDT最大值为-0.01,落叶松实木的热解转化率大于落叶松树皮的热解转化率.     

升温速率对成型生物质热解过程的影响

【目的】研究不同升温速率下成型生物质的热解炭化规律。【方法】采用自行设计的热解试验装置,测定不同升温速率(5,7,10,15℃/min)条件下成型生物质热解过程中失重(TG)、失重速率(DTG)、工业成分(挥发分、灰分、固定碳含量)的变化及所需的活化能。【结果】通过动力学拟合,得到描述成型生物质热解过程的最合理机理函数,据此推测成型生物质热解反应机理为内扩散控制过程。当升温速率为10℃/min时,热解过程活化能最小,为195.52kJ/mol。在不同升温速率下,成型生物质热解过程中的TG曲线逐渐向高温区移动,且失重速率呈先增大后减小的趋势,在升温速率为5,7,10,15℃/min时,成型生物质的失重速率分别在322,427,448,554℃时达到最大,其值分别为0.804,0.649,0.512,0.466%/℃,可知在成型生物质热解炭化过程中,随着温度的增加失重速率呈先增大后减小的趋势,达到最大失重速率时的温度随升温速率的增大而升高,热解后成型生物质固定碳含量随着升温速率的增大而降低。【结论】较低升温速率热解有利于成型生物质热解成炭。     

畜禽粪便的热解特性和动力学研究

利用热重-微商热重的分析方法对猪、牛、鸡和羊4种畜禽粪便的热解行为进行了研究。热重试验样品粒径为0.2mm,高纯氮气为热解环境,加热起始温度为20℃,终止温度为900℃。通过对热重(TG)曲线和微商热重(DTG)曲线的分析,得出畜禽粪便热解过程的脱水、过渡、主要失重和炭化4个阶段以及主要热解阶段的几个特征值参数;考察了加热速率对样品热解过程的影响,发现加热速率对样品热失重速率影响比较明显;利用试验所得数据,通过建立反应动力学方程,采用一级单组分和一级双组分分阶段反应模型,求出不同畜禽粪便在相应热解条件下的反应动力学参数,结果显示,几种样品的表观活化能值都在100kJ·mol-1以下,说明几种热解对象都很容易受热分解。     

生物质热解液化技术的生命周期评价

为探究生物质热解液化技术能源转化过程的效率、经济性及温室气体排放,依据全生命周期评价分析原理,建立废弃秸秆热解制备液体燃料技术全生命周期模型,对该过程进行全生命周期分析,评价范围包括秸秆的收集和运输、干燥和粉碎、生物质热解、木炭加工和余热利用。结果表明：生物质热解液化技术的能量产出投入比为20.43;处理湿秸秆的纯利润约为289.38元/t,销售利润率达52.11%;CO₂当量排放为34.10 g/MJ。生物质热解液化是一种兼具能量效益、经济效益和环境效益等极具潜力的生物质利用技术。     

响应面法优化棉秆水热液化生产腐植酸的运行条件

为优化棉秆水热液化生产含腐植酸液态肥的运行条件,确定反应条件间的交互作用及其反应产物的组成,采用三因素三水平的响应面分析方法,探究了反应温度（X₁,260~340℃）、反应时间（X₂,30~90 min）和物料质量分数（X₃,5%~10%）对水溶肥腐植酸产率的影响。回归模型方差分析表明,反应温度、反应时间以及物料质量分数均对腐植酸产率有较大影响。其中,物料质量分数是最重要的参数。腐植酸产率的最佳反应条件为：反应温度300℃,反应时间90 min,物料质量分数10%。在此条件下,腐植酸产率为4.10%,高于国家含腐植酸水溶肥标准（NY 1106—2010）中规定的腐植酸含量（不小于3%）,与预测值吻合较好。GC-MS分析表明,棉秆水热液化的水溶性产物主要含有酚类及其衍生物、酮类、醛类、醇类以及有机酸化合物。     

葵花秆的热解动力学研究

为使葵花秆得到高效清洁的利用,为生物质热解装置的正确设计提供理论依据,采用热重法在不同升温速率下对葵花秆的热解行为进行了研究。结果表明:葵花秆的热解可分为4个阶段,随着升温速率的提高,主反应区热重曲线和微分热重曲线都向高温方向移动,热解最大速率以及相对应的温度随之提高;Ozawa法计算葵花秆主热解区间的活化能值集中在106·33～180·05kJ·mol-1范围内;Satava机理函数推断法得出葵花秆热解的最可能机理属于19号机理函数-Avrami-Erofeev方程,随机成核和随后生长,反应级数n=3。     

不同慢速热裂解工艺条件下棉花秸秆生物炭的理化特性分析

为了探索利用棉花秸秆制备高质量生物炭的有效途径,比较了不同炭化工艺条件(热解温度、保留时间和原料粒径)下所得生物炭的理化特性。pH值测定结果表明,生物炭呈碱性,且随着热解温度的上升,生物炭的pH呈明显的上升趋势,从300℃下的8.18上升至700℃下的11.10。扫描电镜(SEM)观察结果表明,热解工艺对生物炭表面孔状大小和分布具有显著影响。红外扫描结果表明,生物炭表面具有丰富的官能团,且随着热解温度的升高,-OH、-C=C-和-C-H吸收峰的强度均有所减弱。比表面积(BET)测试结果表明,随着热解温度的上升,比表面积及总孔容均明显上升;随着保留时间的上升和粒径的减小,比表面积及总孔容略有上升。     

对棉花秸秆饲用价值的基本评价

本实验分析了棉花秆中概略养分含量 ,并采用尼龙袋法和体外产气技术对棉花秸秆的营养价值进行了初步评定 ,结果表明 :(1 )棉花秸秆中营养成分等含量为粗蛋白 6 .5 %、半纤维素 1 0 .7%、纤维素 4 4 .1 %、木质素1 5 .2 %、钙 0 .6 5 %、磷 0 .0 9%、游离棉酚 0 .0 3%。粗蛋白、纤维素和木质素含量高于主要农作物秸秆 ;且棉花秆各部位营养成分含量不同。 (2 )棉花秆的干物质有效降解率较低 ,为 33.3% ,分别为玉米秸秆、稻草和小麦秸秆干物质有效降解率的 5 4 .1 % ,6 7.7% ,88.3% ;代谢能为 5 .2 3MJ·kg-1 DM ,分别为玉米秸秆、稻草和小麦秸秆代谢能的6 4 .6 % ,6 9.7% ,87.8%。 (3)体外产气技术对棉花秸秆饲用价值研究的结果与尼龙袋法研究的结果一致。因此 ,棉花秸秆是一类有一定粗蛋白含量 ,但干物质有效降解率和代谢能都较低的粗饲料     

棉花秸秆中棉酚脱毒法比较研究

[目的]棉花副产品含有一定量的棉酚,动物摄取过多棉酚会导致中毒,选用经济实用的脱毒法对提高棉花秸秆的安全性和饲用价值具有重要意义.[方法]采用室外自然放置、化学、高温生物发酵以及食用担子菌接种等方法对棉花秸秆进行处理,探讨脱毒效果.[结果]棉花秸秆室外自然放置一年,其棉酚脱毒率达到50;以上,但粗蛋白含量同时减少;化学处理中Ca(OH)2+尿素处理效果最佳、其脱毒率达到56.1; (P＜0.01).粉碎棉花秸秆经高温生物发酵3d后棉酚脱毒率达28.4;,但不同粉碎粒度间无显著差异;食用担子菌香菇和平菇接种培养60d后棉酚脱毒率分别达到44.0;、51.0;,接种平菇的脱毒效果优于香菇(P＜0.01).[结论]棉花秸秆经Ca(OH)2+尿素化学处理或食用担子菌平菇接种培养60d后的脱毒效果最佳,脱毒率达到50;以上.     

棉秆的解剖特性及化学成分研究

对棉秆的解剖特性和化学成分进行系统测定和分析,为棉秆在人造板工程中的利用提供参考。借助光学显微镜对棉秆的显微构造进行了详细的观察和分析,着重应用定量解剖学和显微图像分析技术,研究了棉秆的解剖特征。并参照国家标准对棉秆的化学成分进行了测定。研究结果表明,棉秆纤维形态较好,平均纤维长度为742.7μm,纤维长宽比为37.66,纤维比量为77.28%。棉秆木质部和棉秆皮部的化学组分有明显不同。与棉秆木质部相比,棉秆皮部的各种抽提物含量、综纤维素含量、灰分含量更大,聚戊糖的含量更低。     

棉花秸秆综合利用现状分析

棉花秸秆是棉花生产的副产物,同时也是工农业生产重要的可再生资源。但主要产棉区对棉秆利用效率低,造成了资源的浪费。通过分析目前棉花秸秆综合利用的现状及存在的问题,提出了要提高秸秆综合利用效率应该加强技术创新,加大政策扶持和资金投入,各级政府要加大宣传推广力度等对策,以促进棉花生产的可持续发展。