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。     

新疆棉秆热解液化工艺条件的优化

[目的]N2作保护气,用管式热解炉对新疆棉秆进行热解实验研究,确定液相产率最高时的最佳工艺条件.[方法]通过设计L9(34)正交试验及单因素实验,以液相产率为目标函数,分析讨论升温速率、热解温度、恒温时间、粒径对产率的影响.[结果]四个因素的显著性从主到次的顺序为:升温速率＞热解温度＞恒温时间＞粒径,最佳工艺条件为:升温速率27℃/min、热解温度550℃C、恒温时间20 min、粒径10 mm ＞dp ＞1mm.[结论]在最佳工艺条件下棉秆热解所得生物质油的得率为49.7;.     

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。     

棉秆特性及其重组板材的研究

为探讨主要工艺参数对棉秆重组板材性能的影响,在分析棉秆构造和化学特性的基础上,分别在不同设计密度(0.6,0.7,0.8,0.9,1.0 g/cm3)、不同施胶量(60,80,100,120,140 g/kg)、不同防水剂施加量(0,5,10,15,20 g/kg)以及不同组坯方式(平行和垂直交叉)的条件下压制板材,并对其性能进行了检测。结果表明,棉秆主要由表皮部、木质部和髓芯部组成,棉秆中纤维素、木素的含量与木材相近,但灰分及抽提物含量明显高于木材;棉秆重组板材的静曲强度(MOR)随其密度的增加而增大;施胶量由60 g/kg增加到100 g/kg时,板材的静曲强度和内结合强度(IB)均明显升高,但当施胶量由100 g/kg升高到140 g/kg时,静曲强度变化不大,内结合强度则略有下降;增加石蜡用量能够提高棉秆重组板材的耐水性,施加量为15 g/kg时的2 h吸水厚度膨胀率(2 h TS)已达到刨花板国标的要求;平行组坯时,棉秆重组板材顺纤维方向的干缩率小于横向,横纹干缩率约为顺纹的2.31倍;重直交叉组坯时长宽方向的干缩率基本相同。棉秆是制造重组材的适用材料;以棉秆为原料、酚醛树脂(PF)为胶粘剂制造的棉秆重组材,其物理力学性能达到了刨花板的国标要求;板坯密度、施胶量、防水剂和组坯方式对棉秆重组材的性能影响较大,必须综合考虑来确定具体的数值或用量。     

棉秆资源特性及其在农业上的应用

棉花是重要的经济作物,是主要的纺织品原料,然而在棉花生产过程中,棉秆大多数情况下作为废弃物没有得到有效利用,甚至造成污染,这主要还是对棉秆的特性缺少深入地研究和了解。对棉秆的植物学形态结构和不同部位的主要化学组成作了简要介绍,综述了国内外棉秆资源在农业上开发利用的现状,并对棉秆的综合利用进行了展望。     

棉秆形态对棉秆/回收塑料复合板性能的影响

采用2种不同工艺形态(搓丝纤维态和刨花态)的棉秆与聚乙烯塑料复合,制备棉秆/回收塑料复合板材,研究了棉秆形态和筛分值对复合板材物理力学性能的影响.结果表明:(1)筛分过的棉秆搓丝和刨花制备复合板材的各项物理力学性能均优于未筛分的棉秆搓丝与刨花制备出的复合板材;(2)棉秆刨花制备复合板材的各项物理力学性能均优于棉秆搓丝制...     

棉秆燃料压缩成型技术的研究

棉秆燃料压缩成型技术是把太阳能转化生物质能所必需的技术．本文介绍了棉秆燃料压缩成型技术的基本原理，并描述了几种棉秆燃料压缩成型的工艺过程和压缩成型设备．     

棉秆重组方材握钉力研究

棉秆重组方材是一种新型生物质代木材料。以棉秆重组方材为试验材料,采用正交试验研究螺钉种类、导孔直径以及拧入深度3个因素对基材端面、侧面及板面握钉力的影响,以期为棉秆重组方材家具螺钉连接提供数据参考。结果表明:棉秆重组方材板面握钉力高于侧面握钉力,端面握钉力均值仅为板面握钉力的57%;导孔直径、拧入深度和螺钉种类3种因素均对棉秆重组方材端面握钉力的影响不显著,螺钉种类对侧面握钉力的影响显著,螺钉种类和拧入深度对板面握钉力的影响显著;在试验范围内,棉秆重组方材（0.75 g/cm³）3个面螺钉接合的最优条件均为:选用开槽沉头木螺钉,导孔直径为3.2 mm,拧入深度为24 mm。在实际产品加工应用中,尽量避免螺钉纵向拧入,应在横纹方向拧入;选择螺距较小、牙顶较宽的螺钉类型,适当减小导孔直径及增大螺钉拧入深度的方法可提高棉秆重组方材家具的螺钉接合强度。     

棉杆水解制备木糖的研究

[目的]为了从廉价、丰富的棉杆中制备高纯度木糖。[方法]通过单因素多水平试验和正交试验,考察了影响半纤维素水解的因素。[结果]各因素的影响大小依次为：水解温度〉硫酸浓度〉水解时间≈固液比例;水解的最佳条件为：140℃下水解2.5h,硫酸浓度为5%,固液比为1∶6。还原糖的产率达到了最大值19.79%。通过中和、脱色、离子交换和结晶等过程,得到纯度为98.5%的木糖晶体。分离过程中,木糖的产率为58.72%。木糖的最终产率为11.62%,即1000g棉杆可制到116.2g木糖。[结论]通过稀硫酸水解棉杆中的半纤维素,制备出纯度达到食品级的结晶D-木糖,为棉杆的转化利用找到一条途径。     

收获期棉秆底部茎秆力学特性测试研究

棉秆是一种重要的可再生生物质能源,开展棉秆的机械回收具有重要的社会经济价值。利用RGM-3005微机控制全数字化电子万能材料试验机对收获期棉秆底部不同段位茎秆进行了拉伸、压缩和弯曲试验,获得棉秆最大破坏应力、弹性模量等机械物理特性参数,试验用棉秆平均含水率25%。测试结果表明,其底部茎秆最大抗拉强度为59 Mpa,弹性模量≤240 Mpa;最大抗压强度为18 Mpa,弹性模量≤770 Mpa;最大抗弯强度为50 Mpa,弹性模量≤280 Mpa。所获收获期棉秆底部茎秆力学特性参数,可为棉秆收获机械的起拔方式和起拔机构的设计提供理论依据和技术参数。     

农业废弃物棉杆活性炭的制备及其孔隙结构分析

[目的]研究棉杆活性炭制备的最佳试验条件及其孔隙结构特征。[方法]以农业废弃物棉杆为原料、ZnCl2为活化剂,马弗炉加热制备活性炭,用正交试验方法得出活性炭制备的最佳试验条件。同时,用扫描电镜对其结构进行观察。[结果]在活化剂浓度为50%、浸泡时间16 h、反应温度600℃、反应时间70 min的工艺条件下,可得产率13%、碘吸附值1 008.1 mg/g、亚甲基蓝吸附值489.6mg/g的活性炭,亚甲基蓝吸附值达到国家木质净水一级活性炭标准的3.62倍,并且棉杆活性炭具有丰富和发达的蜂窝状孔隙结构。[结论]该研究为拓宽活性炭生产的原料来源提供了一定的理论依据。     

乙二醇预处理棉花秸秆糖化条件的优化

以乙二醇预处理的棉花秸秆为试验材料,以酶解时间、酶解温度、pH、底物质量浓度和纤维素酶浓度为试验因素,设计单因素试验、Box-Behnken试验,考察各因素对还原糖质量分数的影响,优化酶解糖化条件。结果表明,纤维素酶浓度和酶解时间对还原糖质量分数的影响极显著,二者的交互作用对还原糖质量分数有显著影响。还原糖质量分数与纤维素酶浓度、底物质量浓度、酶解时间之间的回归模型有统计学意义,各因素的影响主次顺序为纤维素酶浓度酶解时间底物质量浓度。酶解糖化优化条件为纤维素酶浓度90FPU/g、底物质量浓度47.2g/L、50℃、pH 4.8下糖化72h,还原糖质量分数高达486.9mg/g,显著高于原秸秆糖化效果(178.2mg/g)。     

新疆棉花秸秆气化技术应用现状与建议

本文对新疆的棉秆资源优势进行了分析,对秸秆气化技术的研究与应用现状作了阐述,同时讨论了秸秆气化技术发展中亟待突破的几个问题,并对新疆发展棉秆气化事业提出了建议。     

有机基质棉秆进行黄瓜栽培试验研究

[目的]拓展有机基质棉秆的应用范围。[方法]设计5个处理:①纯棉秆、②棉秆:蛭石=31:、③棉秆:珍珠岩=31:、④棉秆:蛭石:珍珠岩=31:1:、⑤草炭:珍珠岩:蛭石=11:1:(对照),研究不同棉秆配比基质栽培黄瓜的效果。[结果]处理①、②、③的气水比小于对照。处理①、②、③、④的pH值高于对照,EC值低于对照,电导率在5.93～6.37之间。处理②、③的株高、叶绿素含量较高,与对照差异不显著(P>0.05)。处理②、③、④的单株产量与对照差异不显著(P>0.05);处理①、②、③的可溶性固形物含量较高,与对照差异不显著(P>0.05)。[结论]复合基质棉秆:珍珠岩=31:栽培黄瓜的效果最好,其次是棉秆:蛭石=31:。     

棉柴部分代替棉籽壳栽培杏鲍菇技术研究

[目的]寻求价格低廉的物料代替棉籽壳栽培杏鲍菇,降低杏鲍菇培养料的成本。[方法]以杏鲍菇1218为试验材料,以棉籽壳为主的培养料为对照,采用一定比例的棉柴替代棉籽壳设置不同的培养料配方处理,研究不同棉柴比例对菌丝生长速度和鲜菇产量的影响。[结果]以棉柴40%、棉籽壳40%、麦麸15%、豆饼粉3%、石膏粉1%、石灰粉1%为配方的培养料处理经济效益最高,产投比为2.28。[结论]该研究可为杏鲍菇生产提供新的思路。