碳基固体酸催化剂加压催化合成生物柴油

为了减少生物柴油制备过程中传统催化剂对环境的污染,开发新型固体催化剂具有重要意义。该文以纤维素为原料,采用碳化-磺化法制备了碳基固体酸催化剂,并利用SEM(scanning electron microscope)、BET比表面积测试法、XRD(X-ray diffraction)和NH3-TPD(NH3-temperature programmed desorption)对其结构进行表征。研究了碳基固体酸催化剂催化棕榈酸和甲醇通过酯化反应制备生物柴油的工艺条件,考察了不同醇酸摩尔比、反应时间、反应温度及催化剂用量对转化率的影响,并对比了加压条件下碳基固体酸催化剂与浓硫酸和对甲苯磺酸的催化活性。试验结果表明,当醇酸摩尔比10:1,反应温度110℃,反应时间2 h,碳基固体酸催化剂用量为棕榈酸质量的5%时,转化率可达到98.11%。在加压条件下,碳基固体酸的催化活性高于浓硫酸和对甲苯磺酸,且催化剂在使用4次后,转化率仍在60%以上。通过GC-MS分析得出制备的生物柴油甲酯质量分数为93.8%。该研究为纤维素基碳基固体酸制备生物柴油提供了依据。     

高酸值米糠油酯化脱酸成生物柴油原料

为充分利用高酸值米糠毛油,将其脱酸成生物柴油原料。采用酯化脱酸方法,通过对多种酯化脱酸催化剂的比较,结果表明氧化锌具有较强的催化活性。氧化锌作为米糠油酯化脱酸的催化剂,分别考察了甘油添加量、催化剂添加量、反应温度、反应时间对酯化脱酸的影响。得到了以下较优工艺参数：真空度为0.1 MPa,甘油添加量为理论甘油量1.044 g,催化剂添加量为油质量的0.1%,反应温度200℃,反应时间6 h。在此优化条件下,米糠油的酸值从38.14 mg/g降至5.17 mg/g,满足了作为生物柴油生产原料的要求。     

碳基固体酸催化生物油酯化降酸工艺参数优化

为了降低生物油中羧酸类物质的质量分数,提高生物油品质,本试验采用碳基固体酸作为催化剂,对生物油进行催化酯化降酸提质。以乙酸为模型与甲醇反应,用单因素和响应面法优化生物油催化酯化反应条件,得出最佳工艺参数:反应温度100℃、醇酸比3.37、反应时间2.49 h、催化剂质量分数为5.26%,乙酸平均转化率为94.72%,在此条件下,分别用甲醇、乙醇、正丁醇与生物油进行催化酯化反应。结果表明:酯化后生物油中羧酸类物质转化成酯,酸值降低了82.82%~91.41%,降酸效果明显。且酯化后,生物油的密度降低、黏度减小、热值增加,提高了生物油作为燃料的品质。本研究可为生物油降酸提质提供参考依据。     

固体碱催化棉籽油制备生物柴油

为研究采用固体碱催化剂催化制备生物柴油的相关技术,以棉籽油为对象,选用Na3PO4/MgO负载型固体碱为催化剂,以棉籽油的生物柴油转换率为指标,通过单因素和正交试验,分析催化剂的最佳制备工艺,并对催化剂进行X射线衍射、扫描电镜和热重表征分析。在此基础上对该催化剂催化棉籽油制备生物柴油的工艺进行探讨。研究结果表明,催化剂的最佳制备工艺为：Na3PO4负载量32%,焙烧温度600℃,焙烧时间3 h,共混温度70℃;使用优选的催化剂制备生物柴油的工艺条件为：反应时间2.5 h,反应温度70℃,醇油摩尔比15∶1,催化剂用量5%;催化剂的活性与Na3PO4晶相有关。     

皂脚制备生物柴油的试验研究

在食用油生产过程中均会不同程度地产生皂脚(又称油泥)，为解决皂脚排放造成的环境污染及资源浪费问题，该文以皂脚为原料进行制备生物柴油的试验分析。提出了皂脚经循环气相酯化—水蒸气蒸馏制备生物柴油的方法和工艺流程，探讨解决制备过程中酯化反应的连续带水和反应快速进行的问题，得到优化工艺参数。试验装置主要由气相酯化反应器、甲醇气化器、粗生物柴油精馏器和油水分离器等组成。研究结果表明，酯化反应温度为(100±5)℃，皂脚质量0.5%～0.8%的硫酸或3%～4%的对甲苯磺酸为催化剂，甲醇蒸气通入速度6 L/min，反应时间90～120 min，生物柴油精馏器的液相温度为160～220℃，气相温度为120～190℃，水蒸气温度为(100±5)℃，水蒸气通入量为5 L/min，能使皂脚制备生物柴油的转化率达99%以上，产品品质指标基本达到美国的ASTM生物柴油标准，并与中国的0^#柴油接近。     

棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性

参照国家标准《发动机燃料铜片腐蚀试验方法》（GB/T378-1990）,在温度为25℃和50℃条件下,研究棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性,同时考察了棉籽油甲酯和乙酯理化性质的变化,并与0#柴油作了对比。结果表明：在25和50℃条件下,腐蚀试验历时2个月,棉籽油甲酯、乙酯对铜片具有不同的腐蚀现象,且棉籽油甲酯比乙酯的腐蚀性更大。在温度25℃条件下,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.0926?cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别提高10.4、1.44、1.13倍;温度升高到50℃时,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.4115?cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别增加12.8、2.16、1.13倍。温度升高,铜片腐蚀加剧,油品性质变化增大,乙酯生物柴油也具有类似的变化趋势,而0#柴油对铜片几乎无腐蚀。铜片的腐蚀是由生物柴油变质导致的。该研究可为棉籽生物柴油的工业化应用提供腐蚀数据。     

乌桕油脂成分作为生物柴油原料的研究进展

生物柴油本质上是长链脂肪酸甲酯，工业上多通过酯交换反应进行生产。乌桕是广泛分布于中国的油料树种，其种子油脂含量高达40％左右，是生物柴油的优质原料。本文在介绍能源植物的种类及生物柴油生产概况的同时综述了乌桕皮油和梓油的提取工艺、用于催化乌桕油生产生物柴油的催化剂以及乌桕油及种子中脂肪酸组成等方面的研究进展。规范乌桕种质资源的标准化与分子标记辅助遗传育种、油脂代谢途径机理的揭示及转基因技术创制高含油新品种、新型纳米催化剂及新型高效固定化抗逆脂肪酶的研制对推动乌桕生物柴油的发展具有重要作用。     

碳纳米管掺杂Fe(Ⅱ)-Zn催化剂催化合成生物柴油

以多壁碳纳米管（CNTs）掺杂制备的Fe(Ⅱ)-Zn双金属氰化物（DMC）固体酸催化剂,用其催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油,并采用X射线粉末衍射﹑傅里叶红外变换光谱﹑扫描电镜等方法对催化剂结构和性能进行表征。实验发现,添加少量的碳纳米管对催化剂的活性有很大很高,其中添加质量百分数为5%碳纳米管的DMC催化剂活性最高,在醇油摩尔比16∶1,反应温度160℃,催化剂加入量为2 wt%的条件下,反应7 h,脂肪酸甲酯收率达到95.8%（质量百分数）。碳纳米管引入对催化剂的组成没有影响,但使得催化剂更加分散,颗粒度更小,更多的大孔道结构,有利于催化剂和反应物接触,从而提高了催化剂活性。     

生物柴油常温常压下燃烧碳烟微粒的理化及团聚特性

在常温常压下分别燃烧生物柴油和0#柴油获得生物柴油碳烟微粒(biodiesel soot,BDS)和0#柴油碳烟微粒(diesel soot,DS)。采用旋转黏度计考察了BDS和DS在液体石蜡(liquid paraffin,LP)中的团聚特性,借助场发射透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱、傅立叶红外光谱仪、X-射线光电子能谱、元素分析仪、Zeta电位仪和光学法接触角/界面张力仪等分析了BDS和DS的形貌、成分、结构及团聚机理。结果表明,BDS和DS均是由大量的近球形一次颗粒组成的链状团聚体,BDS一次颗粒的直径小于DS,BDS的石墨化程度高于DS;和DS相比,BDS的C元素含量高,O、H、N、S元素含量低,2种碳烟均含C-C、C-O-C和C-OH等官能团。此外,DS还含有C=O官能团。BDS和DS在LP中均会发生团聚,但BDS对LP黏度的影响大于DS。其团聚机理为,与DS相比,BDS表面能高、亲油性弱,致使BDS在LP中容易团聚。研究结果为生物柴油在内燃机中广泛使用提供试验依据,为解决BDS在润滑油中的分散问题打下基础。     

利用Biopro型设备转化废弃油脂制备生物柴油

为开发适应中国废弃油脂生物柴油转化的成套技术与装备,结合美国Biopro 380型设备,对中国的4种典型废弃油脂生物柴油转化工艺进行了系统研究,结果表明,甲醇回流温度65℃下,酯化反应时间2.5h、浓硫酸加入量0.5%、甲醇与游离脂肪酸摩尔比2.7∶1时,酯化混合物的酸值降至1～2?mg/g;转酯化反应在醇油摩尔比6∶1、催化剂NaOH的加入量1.0%（与废弃油脂的质量百分比）、反应时间60 min时,转酯化效果最佳;将该工艺条件应用于Biopro 380型设备中进行验证试验,获得的生物柴油产品质量指标基本符合中国生物柴油标准GB/T 20828-2007。     

固体催化剂催化牛油制取生物柴油工艺优化

利用固体催化剂催化废弃动物油脂制取生物柴油可以实现催化剂的重复利用、降低原料成本,从而提高生物柴油的市场竞争力。该文以牛油为原料,在自制固体催化剂Cs2O/γ-Al2O3的催化作用下与甲醇酯交换反应制备生物柴油。采用响应面法对反应过程进行了优化,试验考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度等操作条件对酯交换反应的影响,并得到了最优反应条件,即反应温度66℃,醇油摩尔比10.5：1,催化剂用量5.3%,反应时间120 min,生物柴油的酯交换率达到95.5%。反应后固体催化剂在400℃下灼烧4 h后可以重复利用,重复利用8次后酯交换率下降不到6%。研究结果将为固体催化剂催化废弃动物油脂制取生物柴油的连续和产业化生产提供试验基础,为提高生物柴油的市场竞争力提供参考。     

Effects of organic solid cattle manure application on nutritive value of winter cereal forages

Nutritive value of winter cereal forages is one of interested subjects of farmers for animal feeding. Field experiments were established in 2007–2008 and 2008–2009 growing seasons in northeast Turkey to investigate the effect of organic solid cattle manure application (0, 10 and 20 Mg ha^?1 yr^?1) on nutritive value of three annual cereals for forage. The winter cereal forages were: wheat (Triticum aestivum L.), oat (Avena sativa L.) and rye (Secela cereale L.). ADF (acid detergent fiber), NDF (neutral detergent fiber) CP (crude protein), nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, calcium, copper, iron, magnesium, manganese, sodium, zinc and boron (N, P, K, S, Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, Na, Zn and B) concentrations were researched in this study. Wheat had the highest CP, N, Ca, Cu, Na and Zn concentration, whereas oat had the lowest ADF and NDF and the highest K, Fe and Mn concentrations. The greatest Mg and P concentrations were determined in rye. Organic solid cattle manure applications had no effect on N and CP contents, but it decreased ADF and NDF contents. However, in most cases it positively affected the P, B, Cu, Fe, Mg and Na concentrations, whereas it decreased K, Ca, Mn and Zn concentrations. The results showed that wheat and oat are more nutritive species than rye in terms of animal feeding and the organic solid cattle manure, in some cases increased the nutritive values of wheat, oat and rye under organic agriculture conditions.     

喷油定时对燃用生物柴油发动机经济性与排放的影响

为研究黄连木籽生物柴油对发动机性能的影响,在一台YTR3105直喷式柴油机上进行了不同喷油定时下燃用黄连木籽生物柴油-柴油混合燃料时的经济性及排放特性试验。结果表明：在相同工况下,4种燃料的最经济喷油定时几乎相同,即最大扭矩工况为上止点前110CA左右,标定工况为上止点前120CA左右。CO和碳烟排放随喷油定时的增大有先降低又升高的趋势。随喷油定时的增大,THC排放降低,而NOX排放大幅增加。CO、THC及碳烟排放均随生物柴油掺混比的增加而降低;B10、B20的NOX排放比柴油低,而B30的NOX排放与柴油相当。最经济喷油定时与燃料类型无关,生物柴油混合比例对发动机的排放影响较大。     

DOC与POC耦合柴油机燃用调合生物柴油颗粒物的排放特性

在一台高压共轨柴油机上进行燃用调合生物柴油(B0、B10和B20)台架试验,利用MOUDI颗粒分级采样系统和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别研究氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)结合颗粒氧化催化器(particle oxidation catalyst,POC)对颗粒物的粒径质量浓度分布和可溶性有机组分(SOF)的影响。结果表明:随着生物柴油的掺混比增加,各粒径范围的排气颗粒物质量浓度均下降,质量浓度峰值均在0.18~0.32μm;颗粒物SOF中脂类、酸类质量分数增加,烷烃类、芳香烃、酚类物质质量分数减少;B0和B20的碳原子数质量分数均呈现近似以C16为峰值的正态分布。加装DOC+POC后,3种燃料颗粒物的质量浓度均降低,聚集态颗粒的质量浓度转化率高于粗颗粒态,其中B20聚集态转化率最高,为58.36%;随着生物柴油的掺混比增加,DOC+POC对SOF的转化率增大,其中B20颗粒中SOF转化率达65.15%;DOC+POC对脂类和酸类物质净化作用明显,加装DOC+POC后,B20脂类和酸类物质的质量分数降幅分别为55.45%和43.27%;DOC+POC对B20颗粒物中SOF的C12~C18氧化作用明显。     

秸秆高固厌氧发酵回流液剖面渗滤特性

探明秸秆高固厌氧发酵回流液剖面渗滤特征,对提高秸秆高固厌氧发酵产气效率十分重要.该研究以搓揉麦秸为底物,在(37±1)℃、TS为14%的发酵条件下,通过隔板将发酵罐中物料均分成3层(T1)、2层(T2)与不分层(T3)3个处理,以氯化锂为示踪剂,分析了剖面上物料残留锂离子、物料胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)含量、各处理产气以及发酵前后物料湿容重的变化.结果表明:各处理总产气量、累积总固体产气量与甲烷含量差异不显著;不同处理纵剖面各层物料湿容重,呈现上低下高的趋势,其中T3处理物料湿容重随高度的降低先增加后基本稳定,稳定在0.6 g/cm3左右,大于初始发酵物料湿容重0.58 g/cm3;T1、T2、T3剖面残留锂离子质量分数低于2 mg/kg的区域面积占比为2.32%、12.69%、20.66%,表明3个处理回流液淋滤存在着"回流液死区",EPS等值线图与物料残留锂离子等值线图相互印证,表明秸秆高固厌氧发酵中,回流液的淋滤在剖面上表现出非均态性特性.该研究为改善秸秆高固厌氧发酵回流液回流技术提供了科学依据.     

贮藏因素对核桃脂肪酶活性与油脂酸价的影响

试验采用不同的贮藏方法,针对影响核桃脂肪酶活性与油脂酸价因素进行了分析研究。发现核桃的水分含量、核桃贮藏温度对核桃的脂肪酶活性影响显著,核桃品种、核桃的水分含量、核桃贮藏形态及贮藏温度等条件对核桃的酸价有明显的影响,脂肪酶活性高时核桃油脂的酸价升高的速度快。核桃酸价超过7.5时酸败严重,核桃仁变色、变味。