生物质催化气化工业应用技术研究

在富氧条件下研究了生物质在流态化气化炉和吸式气化炉中的气化过程，探索了催化剂对气化过程及焦油裂解过程的影响，研究了工艺参数对煤气质量的影响，给出了最佳的工艺操作参数范围。煤气热值最高达9.93MJ/Mm^3。     

基于模型化合物的生物质半焦催化性能研究

为了深入理解生物质热解过程中生物质半焦对挥发分原位催化的作用机理,采用多种官能团化的还原氧化石墨烯(RGO)包括含—OH的RGO-OH、含—COOH的RGO-COOH和含—NH₂的RGO-NH₂,以及未官能团化的RGO模拟富含活性官能团的生物质半焦,通过热裂解-气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)探究400℃下不同表面活性官能团对木质素中典型α-O-4化合物苄基苯基醚(BPE)的催化效果。研究结果表明:—OH和—COOH活性官能团能显著提高BPE的热分解程度,BPE转化率由0.1%(无催化剂)提高至38%(—COOH)和54%(—OH);而—NH₂只提供了12%的BPE转化率,甚至弱于无官能团RGO的催化活性(25.63%),表明—NH₂起抑制作用。BPE分解主要是以sp³ C_α—O断裂为主,其产物以苯酚和2-苄基苯酚为主;表面含氧官能团(—OH和—COOH)也促进了二聚反应的进行,形成了2-苄基苯酚和4-苄基苯酚。此外,表面官能团还能促进sp^...     

麦秸刨花板生产工艺研究

介绍了制作麦秸普通刨花板和麦秸定向刨花板的一种可行的生产工艺,给出了一些相关的工艺条件参数,如热压温度、热压时间、热压压力等,对影响板材质量的有关因素进行了一定分析,并提出相应解决方案。     

微波低温催化热解木屑制取可燃气研究

以可燃性气体为目的产物,在450~600℃低温条件下对木屑进行微波催化热解。考察了热解温度、催化剂种类以及催化剂用量对微波热解可燃气产量和热值的影响,并分析热解过程中各气体组分的变化趋势。结果表明:催化剂的加入可有效提高气体产率,不同催化剂对气体产率的影响顺序为:K2CO3Na OHNa2CO3Mg OCa ONa H2PO4Na2HPO4。在热解温度550℃、K2CO3用量(以木屑质量计)20%的条件下得到高产量的中热值可燃性气体,气体产率为62.65%,低位热值14.05 MJ/m3;且K2CO3作为催化剂时可得到较高的H/C的气体。     

松木屑加压水蒸气气化研究

在温度为800、850、900和950℃,压力为0.1～0.6 MPa的条件下,考察了一定流量的水蒸气和松木屑反应产生合成气的气体组分和产量的变化规律.实验结果表明高温能够增加反应速率并且有利于产生富氢燃气,氢气的含量在气体中最高,超过了50％;同时,随着温度增加,合成气中H2和CO的浓度逐渐增加,CO2和CH4的浓度逐渐减少.提高反应系统的压力,合成气气体的产量会增加而产生的焦油量减少,H2和CO2浓度出现增加趋势而CO和CH4的浓度出现减小趋势.     

麦秸刨花板生产工艺研究

笔者介绍了制作麦秸普通刨花板和麦秸定向刨花板的一种可行的生产工艺,给出了一些相关的工艺条件参数,如热压温度、热压时间、热压压力等,对影响板材质量的有关因素进行了一定分析,并提出相应解决方案。     

K/Ca催化木屑水蒸气气化制取富氢合成气

研制KOH/白云石复合催化剂,以松木屑为原料,在固定床气化炉中进行水蒸气气化实验,考察催化剂制备条件、反应温度、水蒸气流量、催化剂用量对气化合成气气体组分、产气率、产氢率及碳转化率等气化特性评价指标的影响,并对所研制的K/Ca复合催化剂进行SEM、XRD和孔隙结构分析。研究表明：K元素很好地负载在白云石上。由KOH质量分数6%、K/Ca物质的量比2∶1和煅烧温度900℃制备的K/Ca复合催化剂的催化性能最好。气化温度从600℃增加到750℃,H₂体积分数由40.70%增加至59.09%,产氢率由16.38 g/kg增加至90.64 g/kg,但继续升高温度会造成催化剂活性下降使得H₂体积分数和产氢率均有所下降。水蒸气流量由0.4 mL/min增加至1.0 mL/min时,H₂体积分数由52.75%增加至59.09%,产氢率由68.14 g/kg增加至90.64 g/kg,进一步增加水蒸气流量则会造成系统热量损失,使得H₂体积分数和产氢率均有不同程度的下降。催化剂与松木屑质量比值为0.3 g/g时,H...     

丁香酚在生物质半焦催化下的转化行为

以不同热解温度下制备的生物质半焦作为催化剂,在二段固定床反应器中考察木质素模型化合物(丁香酚)的转化行为,利用气相色谱质谱仪分析液体产物的成分及含量,进而考察催化反应过程中的转化路径;通过对催化反应前后的半焦结构表征,探究其结构变化对催化作用的影响.结果表明,热解温度400℃时制备的半焦(400BC)能够显著促进丁香酚...     

木屑高温水蒸气气化制备富氢燃气的特性研究

在高温固定床反应器内,无催化剂作用下,进行了木屑高温水蒸气气化制取富氢燃气的特性研究。实验主要研究3 g原料,反应温度(750～1 050℃)及水蒸气流量(0～1.5 g/min)对燃气组分、产氢率、燃气热值(QLHV)等气化过程评价指标的影响。实验结果表明:反应温度和水蒸气流量对燃气组分影响很大,较高的反应温度和加入适量的水蒸气有利于氢气的产生,但随着反应温度的升高和水蒸气流量的增加会使燃气热值降低。在1 000℃时,水蒸气流量为1.02 g/min时,燃气中氢气体积分数可达51.03%,产氢率为71.08 g/kg(以干燥基计,下同),为理论最大产氢率(172.02 g/kg)的41.32%。考虑到实际操作过程,在反应温度为850℃时,水蒸气流量的最佳值为1.02 g/min。木屑高温水蒸气气化所得燃气热值在11～13 MJ/m3范围内变化。研究结果证明,高温水蒸气气化是生物质制取富氢燃气的一种有效方法。     

生物质流态化催化气化技术研究

研究了流态化气化炉用于生物质化的可行性和安全性，在富氧条件下研究了木屑气化工艺过程。探索了催化剂对气化过程及焦油裂解过程的影响，给出了一个最佳的工艺操作参数范围。煤气热值最高可达9.93MJ／Nm^3。     

麦草氧碱蒸煮浆的低温压力过氧化氢漂白

对麦草在低温(85℃)下氧碱蒸煮,所得草浆在较低温度(80℃)下进行压力过氧化氢漂白。漂白后浆料卡伯值从17.9降至9.4～11.9;黏度比漂白前浆料黏度稍有增加,从1 042 mL/g增加到1 158～1 192 mL/g;纸浆白度(ISO)从37.1%升高至45.6%～60.6%,且与卡伯值之间具有一定的线性关系:白度增加=卡伯值降低×1.57;浆料得率在86.6%～89.5%之间,同时得率降低与卡伯值减少之间具有较为标准的线性关系:浆料得率降低=卡伯值降低×0.19。     

麦草低温氧碱蒸煮黑液降黏技术

麦草经碱法蒸煮后,所得浆料不经洗涤,直接通入氧气进行处理。以黑液黏度,浆料卡伯值为考核指标,设置4因素3水平正交试验,对试验结果作极差分析发现,在用碱量0～2%、氧压0.2～0.6 MPa、温度70～100℃和时间30～90 min内得到较适宜的工艺条件为:用碱量1%,氧压0.6 MPa,温度85℃,时间60 min。氧碱蒸煮结果为:黑液黏度3.4 mPa.s,浆料卡伯值17.9。与第一段碱法蒸煮相比,黑液黏度降低33.3%,浆料卡伯值降低11.8%。     

麦草室温碱提取木质素、LCC级分程序分离及其组成特性

采用酸化沉淀法程序分级分离室温麦草碱抽提液中木质素、木质素-碳水化合物复合体(LCC),得到了pH值10.5、9.0和2.0三个级分。pH值10.5级分得率较高,为12.24%,该组分含有大量的碳水化合物,可能是以水不溶性LCC为主。随着pH值的降低,级分中的木质素含量逐渐增加,碳水化合物含量逐渐减少,pH值9.0和2.0组分均是以木质素为主。pH值2.0级分中碳水化合物含有较多的阿拉伯糖和半乳糖,该级分中LCC组成与pH值10.5和9.0级分LCC组成可能不同。抽提液中的SiO2大部分沉淀在pH值10.5和9.0级分中,pH值9.0级分中灰分质量分数高达13.29%。酸化沉淀程序分离法是一种分级分离麦草碱抽提液中木质素、LCC的有效方法。     

酸催化的蒸汽爆破预处理强度对麦草酶水解影响的研究

以蒸汽爆破法对0.5 %的稀硫酸浸渍的麦草进行预处理,研究了不同处理强度对麦草浆得率、半纤维素回收率、纤维素回收率、纤维素酶水解得率产生的影响.实验结果表明,在蒸汽爆破预处理过程中,麦草纤维组分发生分离.随着处理强度的提高,粗浆得率降低,细浆得率上升,纤维素的降解程度和半纤维素的去除程度提高,酶水解得率相应提高.在处理强度为4.14的预处理条件下,半纤维素的水解程度最大,而细浆得率和纤维素的酶解得率最高,分别为62.0 %和73.4 %;最佳的处理强度为3.55,此条件下,汽爆麦草原料细浆中的葡萄糖得率和滤出液中总糖的得率最高,分别为20.0 %和13.0%.     

蒸汽爆破-乙醇蒸煮两步法预处理对麦秆结构的影响

对麦秆采用先蒸汽爆破后乙醇蒸煮的两步法进行预处理,研究预处理对麦秆组分及结构变化的影响。蒸汽爆破过程实验条件选取200 g绝干麦秆,压力1.75 MPa和时间3.5 min。乙醇预处理过程选取80 g蒸汽爆破麦秆(绝干),55%乙醇,两者固液比1∶5(g∶mL),温度170℃、时间30 min。通过高效液相色谱法测定,预处理最终产物组分中半纤维素降低89%左右,木质素降低35%左右。采用红外光谱、纤维形态分布分析及SEM分析对预处理过程中麦秆结构变化情况进行研究,结果表明:蒸汽爆破过程破坏了半纤维素酯键连接且半纤维素降解非常明显,但对纤维素链结构影响和降解作用相对较低;麦秆经过蒸汽爆破预处理后,纤维平均长度明显降低,而平均宽度却显著增加;再经乙醇预处理后纤维平均长度基本保持不变,但平均宽度降低;经两步预处理后麦秆纤维的天然物理结构由紧密到蓬松,纤维束呈松散状态且纤维表面基本无碎片附着物,利于后续加工利用。     

小麦秸秆污染问题及其防治对策

阐述了小麦秸秆焚烧、堆放产生的污染环境问题及其危害,分析了小麦秸秆污染控制困难的原因,提出了采取因地制宜利用、综合管理、改造农业机械功能等方面的防治对策。     

麦秸无胶碎料板制备工艺研究

以麦秸碎料为主要原料,采用漆酶水浴与干法两种不同处理方法压制麦秸无胶碎料板,研究热压温度、热压压力和热压时间对板材物理力学性能的影响。试验结果表明:影响麦秸无胶碎料板物理力学性能的主要因素是热压温度;水浴处理方法压制碎料板的物理力学性能优于干法压制的碎料板;漆酶水浴处理方法较优的热压工艺参数为漆酶用量43.6U/g,含水率10%,热压温度170℃,热压压力3~4MPa,热压时间20~25min。     

Study on Homogeneous Particleboard of Wheat Straw

In the paper homogeneous particleboard of wheat straw is researched. The result shows the technology of homogeneous particleboard from cost and quality. The moisture content of straw particle is 2.0%~2.5 %. The temperature of hot-pressing is 150℃. The time of hot-pressing is 48 sec/mm ( panel thickness). The ratio between MDI and UF is 0.40. The glue content for surface layer of wheat straw particle is 10% (MDI 2.86%, UF 7.14%). The glue content for core layer of wheat straw particle is 8% (MDI 2.29%, UF 5.71%). The panel density is 0.75 g /cm3.     

Study on Surface Wettability of Wheat Straw

INTRODUCTIONSome scientists and specialists think that agriculturalresidues are the second forest resource in China.Straw boards use the agricultural residues, such aswheat straw, rice straw and so on, as main rawmaterial, which are one-year-growth plants and veryrich in China. Producing straw boards can increasewood resource and decrease consumption of wood(Zhou Dingguo, et al, 2000).Wetting is a term to describe what happens when aliquid meets with a solid surface. The surface contact…     

麦草亚铵法黑液的超滤研究

研究了超滤技术处理麦草蒽醌-亚硫酸铵(麦草亚铵)法黑液的规律,探讨了超滤膜的选择、温度、压力等操作参数对超滤过程的影响.研究表明:截留分子质量为10ku的聚醚砜(PES)超滤膜较适合于分离此黑液,并具有较好的抗污染性;在操作压力0.20MPa、温度25℃下进行超滤,随着体积减少量( V R)的增加,灰分的透过率增加,截留液被浓缩.对超滤处理前后的黑液进行物化性能的对比研究表明:超滤后截留液中的木质素高相对分子质量( M r)部分比例增加;截留液中的磺酸基、羧基和酚羟基的含量均比黑液中的高;组成与结构上的变化对物化性能的影响表现在:净浆流动度提高了45.7%,即通过超滤能增强黑液的应用性能.