竹制品废屑催化热解试验

在氮气气氛下对竹废屑快速催化热解进行试验,考察氯化亚铜和二氧化钛2种催化剂对竹废屑热解产物的影响,包括对气态产物成分和液态产物丙酮萃取液成分分布的影响.通过对比试验可知,2种催化剂对竹废屑热解的气态产物成分均产生影响,在550℃的热解温度下,氯化亚铜的催化作用使得气态产物中可燃性气体的含量为74.25％.液态产物的丙酮萃取液富含苯酚类物质,其中2,6-二甲氧基苯酚的含量最高为22％以上,且氯化亚铜的催化作用可进一步促进该物质的生产,使得2,6-二甲氧基苯酚的含量增加到27.09％,但总苯酚类物质的含量降低;而二氧化钛的加入对液体产物成分的影响不明显.竹废屑二氧化钛催化热解的固态产物是一种复合型生物质炭材料,在环保领域具有广泛的应用前景.     

竹材乙醇液化制备乙基糖苷及酚类物质

以乙醇为液化剂,浓硫酸为催化剂,在体积250 mL的高温高压反应釜中对竹粉进行液化,考察了不同反应条件对竹粉液化的影响,并对液化产物进行中和、逐级分离等处理。液化结果表明:在催化剂浓H_2SO_4用量5%、反应时间30 min、反应温度180℃条件下,竹粉液化率为69.67%,产物中糖苷得率为39.86%,酚类物质得率为20.7%。液化产物逐级分离得到乙基糖苷及3种酚类物质两类平台化合物,其GC-MS分析结果表明:3种酚类物质的主要成分为2,6-二甲氧基苯酚,3,5-二甲氧基-4-邻羟基苯乙酸,4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚和绵马酚等,约占酚类物质总量的80%;糖苷中主要包含五碳糖苷(呋喃糖苷)和六碳糖苷(吡喃葡萄糖苷和半乳糖苷),占糖苷总量的88.62%。     

棕榈壳热解失重特性及动力学研究

采用热重-红外联用(TG-FTIR)、裂解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)技术和小型固定床装置,考察了棕榈壳的热解失重过程和产物特性,并进一步评价了热解半焦的气化反应性。结果表明:棕榈壳热解失重过程大致分为干燥(25~236℃,3.42%)、主失重(236~400℃,52.31%)和炭化(400~850℃,14.90%)3个阶段,1.5级或2级反应可以较好描述棕榈壳热解反应的主失重过程;升温速率10~30 K/min下,反应表观活化能为67.63~76.47 k J/mol;热解过程主要气体产物的释放量顺序分别为CO2、H2O、CH4和CO;600~850℃下,棕榈壳主要热解产物为液相产物,其质量产率36.8%~50.9%,能量产率41.3%~58.9%,主要组分包括苯酚、乙酸、十八烷酸、十六烷酸、4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚等物质,其中苯酚GC含量较高(12.56%~15.49%),这可能主要与原料木质素的含量较高有关;固相产物的质量和能量产率分别为20.6%~26.7%和27.4%~35.0%,其CO2气化反应性相对低于稻秆、木粉等常见生物质。     

超临界水褐煤气化液体产物分析

以昭通褐为原料,采用高压反应釜进行超临界水气化.利用气质联用仪对褐煤超临界水气化产生的液相产物进行了监测分析,确定了其中所含有机物质.同时概括了液相反应的路径:褐煤先分解为葡萄糖和果糖,然后通过羟醛缩合、羟醛逆缩合、脱水、异构等反应,生成以酚类和酮类居多的液相产物,这为防治液相产物对水体、大气、土壤造成污染和对其分类回...     

基于Aspen Plus的脱酸脱水热解液相产物高效分离及其综合利用模拟研究

对脱酸脱水热解液相产物沸点分布、分离工艺及高附加值酚类化学品的收益进行分析,提出了脱酸脱水热解液相产物分级精馏制备燃油粗品、富酚油和生物质沥青,以及对富酚油进一步分离制备精细化学品的工艺路线。Aspen Plus模拟结果表明:脱酸脱水热解液相产物经精馏塔T-1和T-2初步分离后,可得到燃油粗品、富酚油和生物质沥青;初步分离得到的富酚油经进一步精馏分离,可得到苯酚类(含苯酚91.13%)、邻甲苯酚类(含邻甲苯酚94.58%)、医药原料(主要含有愈创木酚53.44%、3-甲基苯酚34.85%、丙二酸二乙酯11.56%)、香料(2,4-二甲基苯酚32.78%、4-乙基苯酚26.03%、4-甲基愈创木酚31.85%以及其他少量酚类化合物)、染料(对烯丙基苯酚11.16%、3-甲基邻苯二酚35.84%、3-甲基环戊烷-1,2-二酮41.56%以及少量其他有机物)等精细酚类化学品。按照每吨脱酸脱水热解液相产物成本2 000.00元计算,能耗为497.41元,产品总价5 362.20元,可得产品毛利润为2 864.79元,实现了脱酸脱水热解液相产物的高效综合利用。     

木薯渣酒精生产新工艺

木薯渣是淀粉厂的下脚料,主要用于生产饲料、植酸酶等,目前还达不到工业化生产的要求,每年废弃量巨大,严重污染环境。如何利用这些废料,服务于社会,是重要的科研课题。因此,我们研制了一种木薯渣酒精生产新工艺,以克服木薯和木薯渣混合生产过程中酒精能耗高、污染重的缺点,提高木薯渣和酒精厂的经济效益。     

在Ru/C和甲酸(甲酸盐)体系中碱木质素水热解聚特性研究

在Ru/C和甲酸(甲酸盐)的共同作用下,275~350℃的亚临界水中,进行碱木质素的水热解聚反应。通过GC-MS定性分析和GC-FID定量分析,探究了供氢试剂及用量、反应温度、木质素分子级分对木质素水热解聚的影响。结果表明:在甲酸和Ru/C条件下,木质素解聚液相产物得率最高,组成较简单,具有较好催化降解效果;在甲酸添加量为0.8 mol/L,反应30 min时,木质素解聚液相产物最多,其中含量最高的单酚类物质为4-甲基愈创木酚,在主要单酚类物质中占32.77%,木质素水热解聚液相产物得率随温度升高而先增后减,并在325℃时取得峰值;L1、L2和L3是碱木质素的3个不同的分子级分,L1级分对木质素解聚液相产物得率贡献最大,达61.80%,且产物中单酚类物质总得率最高,为112.71 mg/g。其中,愈创木酚与4-甲基愈创木酚所占比例最高,可分别为35.38和35.52 mg/g;对木质素进行分级分离处理后再进行水热转化反应,有利于液相产物和单酚类物质得率的进一步提高。     

竹材居里点快速热裂解研究

利用JHP-5型居里点裂解仪,在358、445、590和670℃4种居里点温度下快速热裂解竹材,通过GC-MS在线分析裂解产物。结果表明竹材居里点裂解液相主要产物为糠醛和酚类物质,其中445℃时2,3-二氢苯并呋喃的相对含量多达21%,并且液相主要产物的相对含量随温度的提高呈现先增后减的变化规律,裂解温度为445~590℃更利于液相产物的生成。裂解机理分析得知糠醛是由纤维素和半纤维素裂解产生,而酚类物质则来源于木质素。     

松材线虫侵染对松树苯丙氨酸解氨酶及酚类物质的影响

以湿地松（Pinus elliottii Engelm）、日本黑松（Pinus thunbergii Parl）为材料,研究松材线虫[Bursaphelenchus xylophilus（Steiner＆Buhrer,1934）Nickle]感染对苯丙氨酸解氨酶和酚类物质的影响.两种松树的苯丙氨酸解氨酶的活性在发病过程中都有明显增加,并且伴随着酶活性的变化,各种苯丙烷次生代谢产物,如总酚、类黄酮的含量也发生明显的变化.但湿地松在苯丙氨酸解氨酶活力和酚类物质的积累上的变化比黑松要大些.结果表明,松材线虫病的发生、发展与寄主植物苯丙氨酸解氨酶活性和酚类物质含量变化有关.     

大气CO2浓度升高对莴苣生长和物质分配的影响

对CO2浓度(550×10-6)下莴苣的生长、物质积累及其分配和光合性状进行了比较研究.结果表明,高浓度CO2(550×10-6)下莴苣具有高光合速率、高生长速度,其根和茎的干物质积累速度较快,叶面积增长快而且不积累过多的光合作用产物,高光合速率能够产生足够能量将光合作用产物从源转运到库,用于生长发育.生长在CO2浓度550×10-6下,莴苣能提早7d达到市场要求.     

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。     

甘蔗渣热解气化特性的研究

在实验条件下,考察反应温度、升温速率、物料颗粒大小等因素对蔗渣在水蒸气中的热解气化特性的影响。实验结果表明,热解终温越高,物料粒径越小,越有利于产生高质量的热解气。在先到达热解终温,再通入水蒸气的操作条件下,升温速率的改变对气化效果的影响并不突出,而热解终温是热解气化过程主要的决定因素。实验在最佳条件,温度采用粉末物料在1 000℃进行热解可以得到高热值合成气10 M J/Nm3,和较高的产气率1.7 m3/kg。     

竹醋液烟熏气化学成分的研究

采用固相微萃取(SPME)吸附采集竹醋液烟熏气的成分,用气相色谱—质谱联用分析鉴定,并用GC/MS总离子流色谱峰的峰面积进行归一化定量分析竹醋液烟熏气成分,鉴定出愈创木酚11.36%、苯酚10.6%、4-乙基苯酚8.23%、2-甲氧基-4-甲基苯酚7.08%、4-乙基-2-甲氧基苯酚6.6%、2-乙基苯酚5.65%、糠醛5.51%、5-甲基糖醛1.47%、乙酸1.42%、3-甲基-1-戊烯-3-醇1.42%、2,3-二甲基甲苯1.35%、2-糠酸甲酯1.35%、苯甲酸甲酯1.11%、2-甲基-2-环戊烯-1-酮1.44%、2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮1.31%、2-环戊烯-1-酮1.02%等74种化合物。竹醋液烟熏气的所有成分是竹醋液化学成分的特征性组成部分。     

两步进气法和水蒸气对竹材下吸式固定床气化性能的影响

以毛竹加工剩余物为研究对象,采用自制的两步进气下吸式固定床气化炉,在当量比(ER)一定的情况下,研究进气比例(AR,0%和60%)和水蒸气/生物质质量比(ms/mb,0,0.045,0.112,0.153,0.211,0.245和0.305)对气化炉性能(炉内温度分布、原料消耗率和气化强度)和可燃气指标(温度、成分、热值和焦油含量)的影响。结果表明:1)与一步进气法相比,两步进气法(AR为60%时)可显著提高气化炉炉温,并且分别在2个进气位置出现2个温度峰,分别为热解区的606℃和氧化区的856℃,可燃气的温度也增加至377℃; 2)两步进气法可显著提高可燃气的可燃组分含量和热值,降低焦油含量,CO含量、H_2含量和低位热值的最大值分别为17.47%、14.67%和4.54 MJ/Nm^3,焦油含量最低值为55.4 mg/Nm^3; 3)随着m_s/m_b从0.045增加至0.305,气化炉内各反应区的温度逐渐降低,与空气气化剂相比,虽然热值并未增加,但是可燃气中H_2和CO的含量发生变化,导致V(H_2)/V(CO)比例逐渐增加至1.01,有助于应用于合成气的研究。本研究为竹材废弃物的能源化利用提供了新的途径和基础数据。     

层式下吸式气化炉中生物质热解的热力学模型

基于物质平衡、能量平衡和化学反应平衡为层式下吸式气化炉有焰热解区建立了热动力学平衡模型,把灰分作为出口成分进行了考虑,并通过牛顿法对模型进行了求解。模型的预测结果与现有文献中的试验数据很好的吻合,与其他研究者的预测结果基本一致。利用该模型对有焰热解区进行了分析预测。结果表明,ER、原料的含水量、散热损失对有焰热解区出口的气体温度和成分都有比较明显的影响;空气预热温度和灰分含量对出口气体温度有一定的影响,而对气体成分的影响不明显;当ER较高而生物质含水量较低时,气化炉内发生结渣的可能性增加;在ER0.392时,提高空气的预热温度,对整个气化炉的气化是有利的;热损失超过14%,ER0.32时,可能出现生物质无法完全热解的情况;对于典型的玉米秸秆气化,有焰热解区出口气体成分中,对还原区反应有重要影响的H_2O范围在20%~25%之间,CO_2范围在10%~15%之间。本模型的预测结果还为还原区的模型提供了初始参数。     

东北三大硬阔燃烧过程烟气释放特征

以东北"三大硬阔"为研究对象,采用外业调查和室内控制环境燃烧实验相结合的方法,分别对3种树木的枝、皮和干部进行气体排放量的测定,并对比分析不同树种及部位气体排放量的差异,通过计算分别得出CO2、CO、CxHy、NO和SO2气体的排放因子。研究结果显示:3种乔木各部位(枝、皮和干)之间CO2排放量、CO排放量、CxHy排放量、NO排放量、SO2排放量和含碳气体(CO2、CO和CxHy)总量以及5种气体(CO2、CO、CxHy、NO和SO2)总量平均值都存在差异,但差异显著性不相同;3种乔木燃烧皮部与干部的CO排放量、CxHy排放量、NO排放量以及SO2排放量平均值存在显著的差异(P<0.05),而CO2排放量、含碳气体(CO2、CO和CxHy)总量以及5种气体(CO2、CO、CxHy、NO和SO2)总量平均值差异不显著;而枝部CO排放量与NO排放量3种乔木之间差异不明显;胡桃楸、水曲柳和黄菠萝的各部位的CO2平均排放因子分别为2.960 8、3.068 2和2.649 2,CO、CxHy、NO和SO2的排放因子都比CO2要小很多。     

熔融盐裂解木焦油的初步研究

以木焦油为原料,在自制的反应器上利用ZnCl2和KCl混合盐分别在300、350、400、450和500℃下,对木焦油进行裂解试验,利用GC-MS分析木焦油裂解前后组成的变化。结果表明:木焦油的主要成分为愈创木酚、4-乙基愈创木酚、4-甲基愈创木酚、间甲酚及二丙酮醇等。较高的熔融盐温度、较低的进料速率有利于木焦油的裂解,在裂解温度为500℃,进料速率为1 g/min时,二次裂解焦油的得率为16.47%。在高温熔融盐作用下,酸、酮、酯及菲都有较明显的减少,酚类的转化较少,并且还存在其它组分向酚类的转化。     

生物质气化计算平衡模型

考虑对合成燃气最终组成起关键作用的氧化还原反应、水煤气反应、甲烷化反应、变换反应等动力学反应过程,基于物料平衡、能量平衡和化学平衡分析,建立了一种生物质气化计算模型.利用该模型可以预测不同气化物料在不同气化剂温度和水蒸汽添加率条件下的合成燃气成分、热值、气化效率及干燃气产率等气化指标.将模型计算结果与现有文献的试验数据进行了对比,吻合较好,证明该模型具有较好的适应性和可靠性,可用于指导生物质气化操作参数的优化和新型高效生物质气化炉开发设计.     

小花龙血树超临界CO_2萃取物的成分分析

小花龙血树有效成分的研究较少,制约了其进一步的开发利用.采用超临界CO2萃取小花龙血树(Dracaena cambodiana)的有效成分,再结合气相色谱质谱(GC-MS)仪对萃取物进行成分分析, 分离并鉴定了其中的51个成分.