浅谈层燃锅炉应用生物质与煤混燃技术的改造方法

通过对生物质与煤的燃烧特性及相应燃烧设备的比较,分析生物质燃料与煤混合燃烧技术在层燃动力锅炉改造方面的可行性,并提出相应的改造方法.     

液体闪烁计数法鉴别生物质基泡沫材料

基于美国材料实验协会ASTM D6866标准,利用超低本底液体闪烁技术,测定不同原料来源的泡沫材料中放射性碳同位素~(14)C含量,转化为生物基含量,从而用于鉴别生物基泡沫材料。实验中,分别利用元素分析和热重分析确定样品用量及其氧化燃烧温度,样品燃烧后产生的二氧化碳经过一系列化学反应合成为液体苯,通过测定合成苯中的放射性碳同位素~(14)C含量来区别鉴定生物质基泡沫材料和石油基泡沫材料,同时测定本底物质煤炭和标准物质糖碳中的~(14)C含量。结果表明:采用该方法测定的糖碳标准物质的~(14)C放射性活度值与标准值一致,由生物质基泡沫材料的~(14)C放射性活度值测定结果计算得到的生物基含量结果与美国Beta实验室采用加速器质谱(AMS)方法测试的结果一致。4种泡沫样品的生物基含量分别为18.77%、23.51%、5.39%和11.13%,全部为生物质基泡沫材料。说明利用该方法能够鉴别生物质基泡沫材料与石油基泡沫材料。     

林木生物质原料发电供热技术路线初步研究

1．国内外林木生物质发电现状 美国在生物质发电生产方面处于领先地位。美国还重视木质能源在林产品工业中的应用，1980年，美国14家最大的林产品公司利用木质燃料提供了自身所需要的70％的能量。瑞典1997年颁布了《可持续发展的能源供应法》，对石油、煤的消费苛以重税，使废木材作为燃料发电的成本仅为煤的1／2以下，有效地推动了生物质发电的发展，生物质能发电到2000年已达到19％。林木和秸秆生物质热电联产在丹麦应用相当成熟。近10年来，丹麦新建设的热电联产项目都是以生物质为燃料，同时，还将过去许多燃煤供热厂改为了燃烧生物质的热电联产项目。德国对生物质利用技术也非常重视，在生物质热电联产应用方面也很普遍。     

核桃叶δ13C、δ15N和碳氮含量对海拔变化的响应

【目的】探明海拔对核桃碳和氮代谢的影响,评估不同海拔范围核桃生长与环境气候因子的关系。【方法】以青藏高原东南部不同海拔(2 500～3 868 m)样地的核桃Juglans regia L.为材料,测定了叶片的稳定碳同位素组成(δ¹³C)、稳定氮同位素组成(δ¹⁵N)和碳氮含量及其比值,进行了各指标间的相关性分析及其与气候因子的逐步回归分析。【结果】核桃叶片δ¹³C值在-27.06‰～-30.03‰之间,平均值为-28.45‰;δ¹⁵N值在2.35‰～7.41‰之间,平均值为5.35‰。随海拔的升高,δ¹³C值呈先升高后降低的趋势,而叶C∶N值呈先降低后增加的趋势,碳含量变化趋势不明显。δ¹⁵N、单位面积氮含量和单位质量氮含量随海拔的升高均呈先升高后降低的趋势,拐点在海拔3 100 m。δ¹⁵N与单位面积氮含量显著正相关(P <0.01),而δ¹³C与碳含量无显著相关性(P> 0.01)。逐步回归分析...     

生物质能的热化学转化技术

生物质能源是未来替代化石资源的丰富和可再生清洁能源之一,它具有二氧化碳中性。生物质的热化学转化可以形成固、液、气3种形态的生物质能源,用以提供热能和动力。对生物质热化学转化中的燃烧、气化、液化和热解技术进行阐述,同时提出生物质热值低、运输贮存不易、反应副产物难分离和政策、资金投入力度仍需加大等问题,对生物质能源发展和研究进行展望。     

山鸡椒水分及氮素利用效率性别特异性动态

【目的】以雌雄异株山鸡椒为研究材料,分析雌雄植株在生殖生长过程中水分及氮素利用策略的性别特异性动态变化规律,以期为雌雄异株植物资源分配动态变化机制提供理论依据。【方法】测定雌雄植株在开花后105～165天共5个时期叶片养分含量(碳含量、氮含量、碳氮比)、稳定碳同位素组成(δ¹³C)、稳定氮同位素组成(δ¹⁵N),并分析其动态变化规律。【结果】1)雌雄株叶片δ¹³C平均值分别为-29. 38‰和-28. 08‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ¹³C值影响均显著,5个时期雌株δ¹³C值均显著低于雄株;且随发育进程雌雄植株δ¹³C值均不断下降。2)雌雄株叶片δ¹⁵N平均值分别为1. 90‰和2. 95‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ¹⁵N值均有极显著影响,开花后105～150天(即雌株果实中精油及柠檬醛含量快速积累期)雌株δ¹⁵N值显著低于雄株;随着发育进程,雌雄株叶片δ¹⁵N值均表现出双峰变化趋势,双峰出现在开花后105天和135天,雌株叶片δ¹⁵N在开花后120天达到最低值,雄株叶片在开花后165天时达到最低值。3)雌雄株叶片碳含量平均值分别为49. 44%和49. 28%。开花后105天和120天,雌株叶片C含量高于雄株叶片C含量,开花后135～165天(果实精油快速积累期到稳定期),雌株叶片C含量低于雄株。雄株叶片C含量随发育进程显著升高,而雌株叶片C含量在不同时期无显著差异。4)雌雄株叶片N含量平均值分别为1. 71%和1. 51%。性别对N含量影响显著,雄株叶片N含量均低于雌株(除开花后135天)。5)雌雄株叶片C/N平均值分别为29. 15和33. 72。性别对叶片碳氮比影响显著,雌株C/N值在不同发育时期均小于雄株,但发育时期对其无显著影响;随着发育时期推进,雄株C/N值下降程度高于雌株。6)雌雄植株叶片δ¹³C与N含量以及δ¹³C与δ¹⁵N之间均无显著相关性。【结论】山鸡椒雌雄植株在养分含量、水分及氮素利用策略存在差异,且在开花后105～165天表现出动态变化规律。雌株水分利用效率低于雄株,从果实精油及柠檬醛含量快速积累期到稳定期,雌株水分利用效率不断下降;雌株氮利用低于雄株,且随着植株发育,雌雄株叶片氮素利用效率均表现出双峰变化趋势;雄株叶片氮含量低于雌株,分配更多的氮素至花芽以保证花粉形成;果实精油快速积累期到稳定期,雌株叶片碳含量低于雄株,为果实及种子的形成提供更多的碳元素。     

高致密固化生物质燃料燃烧特性研究

该文利用热重分析仪对以农业、林业生产剩余物的混合物作为原料成分的固化生物质燃料的燃烧特性进行测量,由测量结果可知:以农业、林业生产剩余物的混合物作为原料的高致密固化生物质燃料的燃烧过程分为水分析出、挥发份释放燃烧、固定碳燃烧和燃尽4个阶段,水分析出的时间段较集中。固化生物质燃料的挥发份含量很高,整个燃烧过程比煤要迅速,燃尽特性要优于煤,燃烧阶段更加的稳定和持久。     

两种彗星兰应对干旱胁迫的光合碳同化途径响应

为更加科学和高效地对两种彗星兰进行繁育工作,开展了叶片厚度、稳定碳同位素分馏值(δ¹³C)、昼夜净CO₂吸收动态和可滴定酸含量检测,探索该两物种应对干旱胁迫的光合碳同化途径响应。结果表明：长距彗星兰(Angraecum sesquipedale)的叶片厚度为1.07 mm、δ¹³C值为-17.24‰;拟长距彗星兰(A.sororium)的叶片厚度为0.58 mm、δ¹³C值为-27.74‰;长距彗星兰仅在暗期吸收CO₂并随着干旱胁迫的加深其净CO₂吸收速率也逐渐降低;拟长距彗星兰在未干旱条件下主要在昼期吸收CO₂,但在干旱处理后的第2～5天暗期净CO₂吸收速率转变为正值并逐渐增加;长距彗星兰的早晚可滴定酸含量差值由未干旱的47 mmol·g^-1降低至干旱胁迫的22 mmol·g^-1,而拟长距彗星兰的由39 mmol·g^-1增加至60 mmol·g<...     

生物燃油的特性及应用

生物质快速热解制取生物油是目前世界上生物质能研究开发的前沿技术，快速热解是采用中等反应温度(400～550℃）、较短的停留时间(1s以内)、在无氧条件下高速升温对生物质原料进行快速热解的过程。生物质热解生成炭、可冷凝气体(生物燃油)和可燃气体(不可冷凝)。随着热解工艺类型和反应条件的不同，     

生物质碳/MnO_2复合电极材料及其在超级电容器中的应用进展

近年来,生物质碳材料由于来源广泛、化学稳定性好、比表面积高、环境友好等优点已成为备受关注的电极材料,在能源转化和能量储存领域显示出巨大的应用潜力。但是生物质碳材料的理论比电容有限,且分散性差、机械脆性等缺陷也阻碍了其性能的完全实现,进一步影响了实际比电容。当其用于超级电容器时,受低能的静电作用力驱使,生物质碳材料基超级电容器的能量密度往往较低。将赝电容活性材料MnO_2沉积在生物质碳材料基质上,利用生物质碳材料与MnO_2的协同效应,可获得电导率、循环稳定性和电化学性能优异的复合材料。在介绍MnO_2结构和性质的基础上,对生物质碳材料/MnO_2复合电极材料的制备方法展开综合述评。此外,还总结了生物质碳材料/MnO_2复合物作为电极材料在超级电容器上的研究进展,并指出了其在应用过程中存在的问题。最后,就生物质碳材料/MnO_2复合物在高性能和柔性超级电容器未来应用方面进行分析,认为对生物质碳材料基底的改性、MnO_2纳米结构的调控和超级电容器结构的设计优化将是今后的重点研究方向。     

兴安落叶松生态系统CO2浓度及其δ13C动态对环境因子的响应

【目的】探明环境因子对兴安落叶松原始林生态系统CO₂浓度及其δ¹³C动态的影响,深入理解生态系统的碳交换过程,为模拟和预测全球变化与生态系统之间的互馈机制以及科学评估寒温带森林生态系统碳汇能力提供参考。【方法】采用离轴积分腔输出光谱技术对兴安落叶松生态系统不同物候期、不同高度的CO₂浓度及其δ¹³C进行连续高频观测,并分析环境因子与CO₂浓度变化的关系。【结果】1)兴安落叶松生态系统不同高度的CO₂浓度在生长季和日尺度上均呈单峰变化,峰值分别出现在展叶期(522.34μmol·mol^-1)和凌晨(782.81μmol·mol^-1),谷值分别出现在落叶期(406.07μmol·mol^-1)和中午(379.72μmol·mol^-1);δ¹³C变化趋势与CO₂浓度相反;2)CO₂浓度随垂直高度升高而减小,δ     

ω-异硫氰甲基长叶烯的合成、结构表征及抑藻活性

以正己烷为溶剂,在加热回流条件下,ω-氯甲基长叶烯(Ia)与硫氰酸铅进行取代反应,选择性合成具有低刺激性气味的ω-异硫氰甲基长叶烯(Ib)。采用高分辨率质谱、傅里叶红外吸收光谱、紫外吸收光谱、¹H与¹³C核磁共振谱对目标化合物的化学结构进行表征确证。高分辨质谱确定了其分子式为C₁₇H₂₅NS,傅里叶红外吸收光谱、紫外-可光吸收光谱、¹H NMR与¹³C NMR分别证实了■结构和长叶烯结构的存在。化合物Ib兼具长叶烯和异硫氰酸甲酯的分子结构,可归属于异硫氰酸烯丙酯类化合物。通过96孔板二倍稀释法抑藻活性试验的评价,得到化合物Ib能够抑制斜生栅藻和中肋骨条藻的生长,其最小抑制质量浓度分别为62.5和31.25 mg/L左右,抑藻活性明显优于化合物Ia、长叶烯和异硫氰酸甲酯。     

Coats-Redfern积分法研究生物质与煤单独热解和共热解动力学特性

采用Coats-Redfern积分法对生物质与煤单独热解和共热解过程进行动力学特性分析,考察了升温速率与反应级数在生物质与煤单独热解和共热解过程中对活化能的影响。结果表明,原料失重率在5%~80%的温度区间内,反应级数越高,反应温度越低,升温速率对热解积分曲线的影响越大,且随着升温速率的增加,热解积分曲线逐渐向高温区平移;在相同的温度段内选择不同的反应级数时,生物质热解积分曲线都可以呈现较好的线性关系,尤其是稻壳,选用的反应级数对拟合的结果影响不大;煤单独热解及煤与生物质共热解过程中,反应级数对拟合的结果影响比较明显,在较高反应级数时数据拟合程度都比较高,在较低反应级数时,拟合结果偏离直线形式,而且随着煤化程度的增加,拟合结果偏离直线形式越严重;生物质与煤共热解的拟合程度介于生物质与煤单独热解之间。通过分析动力学参数,发现生物质与煤在较低温度下协同反应效应较为明显,促进了共热解反应的进程。     

生物质炭对毛竹林土壤及竹笋主要重金属含量的影响

以毛竹林为研究对象，开展竹林土壤重金属修复试验，探讨生物质炭不同施用量(分别为12000、6000、3000、0 kg·hm^-2)对毛竹林土壤及笋主要重金属Cu、Pb、Cr、Cd、As和Hg含量的影响。结果表明，施用生物质炭90 d后毛竹林土壤Pb、Cu、Cd、As、Hg的平均含量明显降低，施用生物质炭450 d后仅对土壤Cr、As和有效态Pb具有修复效果。施用生物质炭450 d后不同处理竹笋Pb平均含量大小排序为CK>生物质炭6000 kg·hm^-2>生物质炭3000 kg·hm^-2>施用生物质炭12000 kg·hm^-2,竹笋Pb含量(干基)平均值分别为1.09、0.83、0.62和0.53 mg·kg^-1。表明生物质炭有助于减少毛竹笋对土壤重金属的富集作用，降低竹笋重金属超标风险。     

生物质热解半焦炭的反应性研究

建立了一种新的快速等温测定半焦炭 -CO2反应性实验方法.在800 ℃下分别测定由落下床得到的生物质快速热解半焦炭和由钢甑得到的生物质慢速热解半焦炭与CO2气化反应的速率常数,以此作为半焦炭反应性的评价指标.作为对比研究,同时测定了木炭、石油焦和冶金焦的反应性,并考察了半焦炭比表面积和反应性的关系.实验结果表明,改进的等温测定半焦炭 -CO2气化反应性实验方法具有快速、简便的优点,能准确反映半焦炭反应性变化的趋势.生物质热解半焦炭具有良好的反应性,是优质的气化和燃烧原料.在实验温度范围内,生物质半焦炭的反应性随热解温度的升高而呈增大趋势.生物质半焦炭的比表面积也随着热解温度增大而呈增加趋势,但增幅不大.     

银杏硫酸盐木质素组分分离及其抗肿瘤构效研究

为了从硫酸盐木质素中提取具有抗肿瘤活性的成分,以不同极性的溶剂对银杏硫酸盐木质素(KL)进行分级,利用MTT法研究各分级组分的抗肿瘤活性;根据抗肿瘤活性结果,利用中压制备液相色谱对抑制效果最明显组分进行纯化,采用质谱、¹³C NMR等方法确定其结构,并分析构效关系。FT-IR分析结果表明：KL具有与银杏磨木木质素(MWL)相似的结构;分级组分的总酚含量(TPC)随着其相对分子质量增加而降低。抗肿瘤实验结果表明：乙醚可溶组分(LC2)对人源肺癌A549细胞的抑制作用最强,IC₅₀值为(366.09±6.39) mg/L。LC2纯化结果发现,分离出的化合物L7的抗肿瘤活性最好,对肺癌A549细胞的IC₅₀值为(89.44±2.13) mg/L。质谱、¹³C NMR测试结果表明：化合物L7是酚羟基上连接着2-丙醛取代基的β-5结构的松柏醛二聚体。木质素小分子物质的苯丙烷单元侧链上醛基的增加会提高抗癌活性,但是醚键的增加会降低抗癌活性。     

我国生物质锅炉低排放技术研究现状

生物质燃料是一种原料丰富、可再生且环境友好型的燃料,对其进行开发和利用可以有效减轻我国对化石能源的依赖和降低碳排放。由于生物质燃料直接燃烧会产生NO_x、SO₂以及颗粒物等污染物排放,随着国内生物质锅炉的大量装机和日益严格的排放标准,生物质锅炉的低排放技术成为当前研究者关注的焦点。为了帮助研究者了解我国生物质锅炉低排放技术的研究水平和进展情况,调查了国内常用的脱硝、脱硫和除尘技术,分析了其优缺点和发展前景,结果表明：现阶段,国内常用的脱硝、脱硫和除尘技术均可以满足当下的排放标准,但存在设备复杂、使用成本高的问题,指出了未来生物质锅炉的低排放技术的主要发展方向为新型高效率,低成本的低排放技术和可以多技术协同使用设备的研发。     

生物质热解液化的回顾与展望

回顾了生物质热解液化的发展过程以及当前的国内外状况,总结归纳了当前国内外典型的热解反应装置,并指出流化床工艺由于自身的优势而逐渐成为应用最多的工艺。进而对生物质热解液化技术进行展望,指出当前存在的问题并给出改进建议。     

乌桕梓油基生物柴油掺烧动力试验研究

本研究将乌桕梓油基生物柴油和0#柴油进行掺烧动力试验,结果表明：乌桕梓油基生物柴油与0#柴油可以任意比掺混互溶,掺混燃烧的输出功率在相同的工况点没有明显差异,随着负荷的增大,输出功率略有下降。乌桕梓油基生物柴油的有效燃油消化率比柴油略高,在低配比下相当。因此,乌桕梓油基生物柴油可以作为柴油的替代品,不需对柴油机作任何调整,建议用乌桕梓油基生物柴油作柴油机燃油时以低配比掺混使用。     

5种生物质的微波辅助多元醇液化研究

将杨木、杉木、毛竹、稻草和汉麻杆芯这5种生物质原料在微波辅助多元醇中进行单一液化和混合共液化,研究生物质原料种类对微波辅助多元醇液化行为的影响。结果表明:杨木和杉木容易液化,其次为毛竹和汉麻杆芯,稻草最难被液化;稻草液化产物的羟值最大,杉木液化产物的羟值最小,说明苯/乙醇抽提物和灰分含量对生物质的多元醇液化有显著的抑制作用。由于稻草液化效果不佳,只将杨木、杉木、毛竹和汉麻秆芯4种生物质混合,在液固比值为2.5和3时,混合生物质的共液化率分别为91%和95%,显著高于毛竹和汉麻杆芯的单一液化率;羟值居于4种单一生物质液化产物羟值的中间;混合共液化产物的化学组分与汉麻杆芯液化产物区别明显,表明混合生物质在多元醇共液化过程中存在协同作用,可以促进难于液化的单一生物质的液化反应。