水稻秸秆成型燃料热解特性试验研究

秸秆是我国最主要的生物质资源,对其进行热解是将生物质能转换为高效高品位清洁能源的最有效措施之一。利用热重分析方法对水稻秸秆及木屑成型燃料热解特性及其动力学规律进行了研究,分析了试样以不同升温速率在氩气气氛下进行热解的试验结果。结果表明:水稻秸秆成型燃料热解过程划分为三个重要阶段,即预热解、快速热解和慢速热解阶段;热解最大速率会随着热解升温速率的升高而增大,有利于热解进行,但会造成反应不彻底等问题,因此温升速率不宜过高;通过对比两种成型燃料的热解性能得到,木屑成型燃料的热稳定性优于水稻秸秆成型燃料;对水稻秸秆成型燃料热解进行动力学参数计算得到:活化能和指前因子会随着升温速率的升高而增大,线性拟合系数均在0.99之上,说明主反应阶段符合一级反应模型。     

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。     

VNT与EGR耦合对不同气压下燃用含氧燃料柴油机性能的影响

将废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)、可变喷嘴涡轮增压器(variable nozzle turbocharger,VNT)与含氧燃料掺烧技术结合,可拓宽EGR的适用工况,提高空燃比,既有助于解决氮氧化物(nitrogen oxides,NOx)与微粒(particulate matter,PM)排放的矛盾,也有利于减小海拔上升导致的柴油机性能恶化的程度。选择EGR与VNT耦合的高压共轨柴油机作为研究机型,将生物柴油和生物乙醇按一定比例与柴油混合成生物乙醇柴油(biodiesel-ethanol-diesel,BED)燃料,利用大气模拟系统,在100和80 k Pa的环境下,试验研究VNT与EGR对含氧燃料柴油机动力性、经济性、排放特性的影响规律。结果表明:含氧燃料柴油机的动力性和经济性随着VNT开度和EGR率的增大以及大气压力的降低而变差,在大气压力为80 k Pa、转速为2 200 r/min工况下,VNT开度从22%增大到28%扭矩平均降低3.8 N·m,比油耗平均增加4.2 g/(k W·h),EGR率每增大5%扭矩平均降低0.8 N·m,比油耗平均增加1.5 g/(k W·h),大气压力从100降低至80 k Pa时扭矩平均降低3.4 N·m,比油耗平均增加4.9 g/(k W·h);VNT开度从22%增大到28%时NOx平均减小15%,EGR率每增大5%时NOx排放平均降低12%,大气压力从80增大到100 k Pa时NOx排放平均增加11%;VNT开度从22%增大到28%烟度的平均增幅为175.3%,EGR率每增大5%烟度的平均增幅为331.9%,大气压力从100降低至80 k Pa时烟度的平均增幅为96.6%。     

聚乳酸纳米微球制备工艺研究

聚乳酸（PLA）由于良好的生物相容性和可降解性已被广泛应用于医学领域。以聚乳酸为载体材料制备农药传输系统可有效防止敏感型药物降解,延长农药的持效期。采用乳化-溶剂挥发法（O/W）制备了聚乳酸纳米微球,考察了表面活性剂的种类及浓度、有机相和水相体积比、聚乳酸浓度等因素对纳米微球粒径大小的影响,用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对纳米微球的形貌进行表征,用纳米激光粒度仪对纳米微球的粒径和多分散指数进行了表征。结果表明：选择Tween20为表面活性剂,当Tween20浓度为0.01~0.03 g/mL、聚乳酸浓度为0.02 g/mL、有机相与水相比为1∶10,通过超声乳化可制得粒径为230~250 nm的纳米微球,并具有较好的分散性和成球性。进一步制备了聚乳酸-嘧菌酯纳米微球,表面活性剂的浓度是影响粒径的关键因素,当Tween20浓度为0.03 g/mL,所得纳米微球的粒径为236 nm,包封率和载药量分别可达81.38%和27.11%。本研究可为环境友好型聚乳酸纳米农药缓释微球的制备提供技术和参数支持。     

不同乳化盐对再制干酪的影响及其复配优化

以自制Mascarpone干酪和市售Cheddar干酪为原料制备再制干酪,研究4 种常见乳化盐（焦磷酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠和柠檬酸钠）对再制干酪功能特性的影响,并进行乳化盐的复配优化。结果表明：4 种乳化盐的乳化能力大小为焦磷酸钠＞柠檬酸钠＞多聚磷酸钠＞六偏磷酸钠;根据单因素试验结果,采用响应面法,选择焦磷酸钠、柠檬酸钠和多聚磷酸钠进行乳化盐复配优化,得出乳化盐的最佳配方为多聚磷酸钠添加量0.70%、柠檬酸钠1.50%、焦磷酸钠0.40%。     

基于秸秆露天焚烧量的北方农村地区秸秆成型燃料替代采暖散煤节能减排研究

基于农村采暖散煤消耗量及秸秆露天焚烧比例的实地调研结果,从资源数量的角度验证了将露天焚烧的秸秆加工为秸秆成型燃料并用于替代北方农村地区采暖散煤使用的可行性,同时定量计算了替代后产生的能源环境影响,给出了散煤消耗的减少量和污染物减排量清单。结果表明,北方大部分省份能够通过将露天焚烧的秸秆加工为成型燃料来实现对农村采暖散煤的替代。替代后北方各省总计能够减少散煤使用量8 603.6万t,分别减少SO_2、NO_x、CO、PM_(2.5)、CO_2排放量32.3万、27.47万、613.76万、63.30万、25 195.29万t,其中黑龙江、河南、新疆、山东、河北、辽宁节能减排效果最显著。研究显示,秸秆成型燃料替代农村地区采暖散煤的能源环境影响显著,对我国能源短缺、农村废物处理、大气环境污染等问题能起到很好的改善作用,建议加强成型燃料在农村地区的应用和研究。     

小功率非道路用柴油机动力、经济及排放特性

为提高小功率非道路用柴油机的动力性、经济性、降低有害物排放,开展了柴油机缸内燃烧过程的试验研究。该文以非道路用N490直喷柴油机为样机,通过对燃料喷射系统参数优化,提高喷油压力和优化喷油特性;通过对配气定时调整,提高柴油机常用转速下的充量系数;通过对燃烧室结构的优化设计,改善缸内油气混合。柴油机经优化后,性能得到大幅提升,柴油机在标定工况、最大扭矩工况燃油消耗率分别下降了3.0%、2.43%,不透光烟度分别减少了14.6%、10%;整机的CO、NO_x+HC、颗粒(PM)与原机相比分别下降了34.7%、21.5%、34.9%,排放达到了非道路国三排放标准限值要求。通过对燃料喷射系统、进气系统与燃烧室的优化匹配,完全可以在降低有害物排放的同时,提高柴油机的经济性。试验研究可为提升非道路用柴油机性能并满足国三排放法规提供技术参考。     

纤维燃料乙醇生产中木糖发酵的研究进展

木糖是木质纤维质水解产物中含量仅次于葡萄糖的单糖,由半纤维素水解生成.研究表明,将本质纤维素原料中的木糖发酵生成乙醇,可提高纤维燃料乙醇的转化效率25%左右.天然菌种在发酵过程中具有副产物多、乙醇得率低、易污染、耐乙醇能力差等缺点,难以工业化应用.近年来许多研究者构建了可以高效代谢五碳糖和六碳糖的基因重组菌.虽然这些重组菌株在木糖转化酒精方面均显示出良好的应用前景,但仍存在诸多问题.本文介绍了近年来代谢工程改造微生物菌种发酵木糖生产酒精的研究进展,以期为利用农作物秸秆转化燃料乙醇研究提供参考依据.     

玉米秸秆生态循环利用工程模式及其效益研究

秸秆资源的开发利用是发展循环农业的重要内容,是促进农业增效、农民增收的重要途径。该文简要介绍一种以玉米秸秆制低浓度乙醇为起点,遵循循环农业发展理念,通过延长产业链条和废弃物的资源化利用,实现价值增值的秸秆循环利用模式。该模式具有较好的经济效益和显著的社会与生态环境效益。     

啤酒糟蛋白的提取及超声波改性技术对其功能特性的影响

首先提取啤酒糟蛋白并对其主要成分进行检测,然后采用超声波技术改变啤酒糟蛋白的功能特性.通过单因素试验,研究超声功率、超声时间、pH值及蛋白质浓度对持水性、乳化性、溶解性的影响.结果表明:最佳条件为pH值9、超声功率40W、料液比5%、超声时间4min持水性达到395%.当超声功率60W、pH值7、超声时间6min、料液比3%时,乳化性为250%.pH值9、超声时间8min、超声功率60W、料液比2%,溶解性为4.02%.综合三个功能性质分析,超声功率40W,料液比3%,pH值9,超声时间4min为最适改性条件.