不同组成纤维素热解炭的燃烧行为分析

选取纤维素作为原料,分别在350℃、550℃、750℃和950℃下热解制备得到4种纤维素热解炭,通过组成和燃烧特性分析分别考察了单组分热解炭及其相互混合得到的炭材料的燃烧特性。结果表明:(1)随着热解温度的提高,热解炭样品中的碳元素含量逐渐升高,氢和氧元素含量逐渐下降,同时热解炭产率也随之降低;(2)随着热解温度的提高,热解炭样品中固定碳含量和高位热值逐渐升高,挥发分含量逐渐降低;(3)热解炭燃烧特性曲线随热解温度提高逐渐往高温区移动,着火温度、燃尽温度、DTG曲线峰值温度均逐渐提高;(4)将具有不同燃烧特性的纤维素热解炭进行适当的混合,能够得到具有低引燃性、高放热量、宽放热区间且燃烧过程均匀稳定的炭质热源材料。     

基于概率神经网络的生物质燃料识别

基于概率神经网络原理,利用MATLAB神经网络函数,以27组生物质热解实验数据作为样本,建立了一个以着火点温度、峰值温度、最大失重速率、平均失重速率、燃烧特性指数为输入变量,以生物质类型为输出变量,能在生物质热解过程中进行识别的概率神经网络模型。模拟结果显示杆类、草类和炭类生物质在热解过程中均能正确地被识别。证明该模型具有较强的识别能力,可以对不同种类的生物质进行识别,从而为生物质精确燃烧提供指导。     

新型生物质炭吸附剂对地下水中氟的去除作用

本文选用花生壳、栗子壳、核桃壳、橘子皮等生物质原料在不同温度下制备得生物质炭。通过对不同条件制备的生物质炭的除氟效果的比较,结果发现,以花生壳为原料在650℃热解所得生物质炭除氟效果最好。并对花生壳生物质炭进行了表面结构表征。在此基础上,研究了吸附时间、生物质炭投加量、pH值、氟离子初始浓度等因素对花生壳生物质炭除氟效果的影响。结果表明,最佳炭投加量为1 g/100 mL,最佳pH为5.5~6,吸附60 min左右达吸附平衡,此时去除率达到82.25%,吸附量容量达0.82 mg/g;随着氟离子初始浓度的增加生物质炭对氟的去除率成下降趋势,吸附容量随含氟量浓度的增加成上升趋势。花生壳生物质炭对氟离子的吸附等温线模拟结果表明,Freundlich型和Langmuir型均较为符合。该花生壳生物质炭对地下水氟的最大吸附容量为1.11 mg/g。该研究为农业废弃物资源化利用以及地下水氟污染治理提供了一条新的思路。     

烟草废弃物生物炭元素组成及其重金属安全性研究

为明确热解温度对不同烟草废弃物生物炭中元素组成及重金属安全性的影响,以烟秆、烟梗及废弃烟叶为原材料,研究了2种热解温度(450℃和600℃)下制备生物炭的产率、元素组成、重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)含量及其浸出毒性特征。结果表明,当热解温度从450℃升至600℃,各废弃物生物炭的产率降低,生物炭中的碳(C)含量升高,而氮(N)和氧(O)含量降低;其中烟梗炭的产率最高,烟秆炭的碳含量及烟叶炭的氮含量最高。随热解温度升高,各生物炭中Ni、Cu、Zn、As和Pb等重金属含量均呈不同程度升高,而烟叶炭中Cr及烟梗和烟叶炭中Cd含量在600℃热解温度下显著低于原材料中含量;随热解温度升高,烟梗炭的Cr、As元素和烟叶炭的Zn、As元素的相对富集系数(REF)下降,且由富集趋势(REF>1)转为挥发趋势(REF<1);烟叶炭的Ni、Cu元素则由挥发趋势转为富集趋势。各生物炭中重金属的沥滤浸出毒性(TCLP)均低于其原材料浸出液,生物炭浸出液中Cu、Cd和Pb含量随热解温度升高而降低,As含量呈相反趋势,各生物炭浸出液重金属含量均低于GB 5085.3-2007浸出毒性规定限量值,表明烟草废弃物生物炭的重金属浸出毒性较低,可以在农田中安全施用。     

煤与生物质（稻秸秆）共热解反过程及协同性研究

利用综合热分析仪,对煤(烟煤、无烟煤)与稻秸秆按不同比例混合及各自单独热解反应进行了热解实验.结果表明:生物质与煤的热解过程可简化看作是在较低温度段(400℃以下)热解以生物质为主;在高温段(600～850℃)热解以煤为主.生物质对煤的热解过程有促进作用,随着生物质掺混比例的上升,煤的热解高峰区的温度向低温区移动.但是促进程度随着生物质的量的增加而减小,并且对烟煤的促进作用要比对无烟煤的作用明显.对无烟煤与稻秸秆(质量比3:2)的混合物按升温速率分别为10℃/min和20℃/min的热解过程作了对比实验,得出升温速率加快会造成混合物热解反应所需的温度升高和热解产物余量增加的结论.     

烤烟秸秆炭化后理化特性分析

为有效开发利用烟草秸秆、实现烟田清洁生产,对烤烟秸秆在不同温度下炭化后的理化特性进行了研究。结果表明,烤烟秸秆炭化产率随温度升高而降低;低温炭化对全碳含量(质量分数)影响较小,但300℃以后,全碳含量随温度升高而下降;低温炭化时碳酸根和无机碳含量(质量分数)极低,从400℃开始明显增加;低温炭化时烟秆生物质炭p H呈弱酸性,300~800℃p H逐步上升,呈碱性;阳离子交换量(CEC)随炭化温度升高呈现出先增加后降低的趋势,400℃时达到最大;随炭化温度的升高,烤烟秸秆生物质炭表面碱性官能团增加、酸性官能团减少。烟秆生物质炭孔隙结构发达、多孔。烤烟秸秆的炭化温度以400~500℃为宜。      

宜宾多粮浓香型白酒糟生物炭的成分和结构特征分析

以四川宜宾多粮浓香型白酒糟为原料制备生物炭,利用元素组成分析、X-射线衍射和红外光谱对白酒糟生物炭的成分和结构特征进行研究,探讨热解温度对白酒糟生物炭的产率、外观、元素组成、物相和表面基团的影响。结果表明,白酒糟生物炭主要以非晶态碳形式存在,并含有少量石英相。白酒糟加热裂解制备生物炭是一个芳香性增强和极性减弱的过程,生物炭的产率随热解温度的升高而降低,热解温度以400～450 ℃为宜。     

蔗渣生物质炭对蔗田土壤理化性质的影响

本文主要采用蔗渣为生物质原料,经过热解处理制备蔗渣生物质炭,并施用到蔗田土壤中,在实验室条件下分别培养30天和60天,研究其对蔗田土壤理化性质的影响。研究结果表明:蔗渣生物质炭施用于蔗田土壤30天、60天后,蔗田土壤含水率、p H、阳离子交换量、有机质、全氮、全磷和速效磷含量与空白对照组CK相比均有不同程度增加,其中5%施用量的生物质炭处理对土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量有显著影响。     

煤热解中半焦发热量及硫迁移规律的研究

以含硫量中等的烟煤作为实验煤样,对其进行热解,研究热解脱硫效果、半焦发热量以及挥发分的变化规律。采用高温炉对煤样进行热解,设置不同热解时间、不同的热解温度对煤样进行热解,研究热解时间和热解温度对煤热解脱硝率和半焦挥发分以及发热量的影响。研究结果表面:(1)热解具有脱硫的效果,同时脱硫效果受到热解温度和热解时间的影响;(2) 16min热解脱硫效率到达29. 91%,脱硫效果良好,半焦的发热量为22. 99KJ/g;(3)在450℃-650℃温度段内,脱硫效率变化不大,此时焦炭具有固硫效果;(4)随着温度的升高半焦的傅里叶红外图谱中C-S、S-O的官能团减少使得热解过程脱硫。     

沙棘籽渣生物炭对尼泊金乙酯的吸附特性研究

目的研究沙棘籽渣生物炭对尼泊金乙酯的吸附特性。方法以沙棘籽渣为材料,采用慢速热解技术于300、400、500℃条件下制备生物炭吸附剂(BC300、BC400、BC500),研究热解温度、尼泊金乙酯初始浓度、吸附温度和吸附时间对吸附效率的影响。结果生物炭的制备温度显著影响其对尼泊金乙酯的吸附效果,3种温度制备的生物炭对尼泊金乙酯的吸附能力表现为BC500BC400BC300。此外,尼泊金乙酯的初始浓度、吸附温度和时间等因素均能影响吸附效果。35℃下尼泊金乙酯初始浓度为20 mg/L时,BC500对尼泊金乙酯的去除率最高,达84.46%,生物炭对尼泊金乙酯的等温吸附线符合Langmuir模式和Freundlich模式。结论探明了沙棘籽渣制备生物炭吸附剂去除尼泊金乙酯的最适条件,为沙棘籽渣应用于尼泊金乙酯等有机污染物的去除提供了理论依据。     

柳絮纤维生物质炭的制备及其对染料废液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对目前酸性媒染染料废水中的六价铬Cr(VI)对水体环境污染严重的问题,以柳絮纤维为原料,通过限氧裂解法制备了KOH活化生物质炭(CBK)、NaOH活化生物质炭(CBN),采用吸附批实验法研究模拟染料废液pH值、吸附剂投放量、温度效应等对柳絮纤维生物质炭吸附处理Cr(VI)的影响,利用动力学和热力学相关模型对吸附过程进行拟合,探究柳絮纤维生物质炭对Cr(VI)的吸附机制。结果表明:CBK较CBN比表面积显著增大,表面吸附位点增多;在模拟废液pH值为2时,CBK、CBN对Cr(VI)的理论最大吸附量分别为82.68、47.16 mg/g,且吸附过程符合Freundlich热力学模型和准二级动力学模型,吸附过程主要为多分子层吸附,同时还伴随着化学吸附,该吸附反应是自发进行且为吸热反应,温度升高可显著提高柳絮纤维生物质炭对Cr(VI)的吸附量。     

厌氧消化污泥干化后热解半焦性质

市政污水污泥厌氧消化再经干化处理后得到的干污泥(DSS)是一种具备一定热值的生物质原料。在常压下采用固定床线性升温的方法热解DSS,利用元素分析、BET、SEM、差热分析、FT-IR等测试手段研究DSS热解后气、液、固三相产物产率以及污泥热解半焦性质。结果表明:通过控制热解温度可以控制三相产物的分布,低于500℃是热解焦油生成的主要温度区间;FTIR显示,经过高温(700～950℃)热解后污泥中所有的有机官能团完全脱除,热解主要产物是热解合成气,产率约为41%;经过高温热解处理后,污泥半焦为黑色、多孔固体,产率约为50%;污泥热解半焦具有可燃性,着火温度为148.2℃,燃烧失重为7.67%;在950℃高温热解条件下,污泥半焦呈多孔结构,BET比表面积最大值为107.548 m2/g。     

烟秆生物质炭对烟草根际土壤养分及细菌群落的影响

通过田间小区试验研究了不同生物质炭用量对植烟土壤养分、微生物多样性和菌群丰度的影响。结果表明,梯度施入烟秆生物质炭提升了酸性土壤pH,促进了土壤有机质及全氮的积累,随着生物质炭用量的加大,土壤pH、有机质含量均有逐步升高的趋势,土壤速效钾释放速率也得到提高。施用烟秆生物质炭后,烟草根际土壤的微生物种类(OTU数)提高了26.4%。优势菌种中,变形菌门所占比例最大,达到47.19%~54.32%。生物质炭施用下,部分有利植物生长的促生菌呈增长趋势。将烟秆生物质炭用于烟田土壤改良,既可提升土壤肥力,又可缓解烟秆不合理利用导致的环境污染问题,但烟秆生物质炭推广应用还有一定的局限性。     

不同热解温度玉米秸秆生物炭吸附六价铬的性能研究

本研究以玉米秸秆为原料,采用限氧热解法将其在不同温度下(300,400,500,600和700℃)制备成生物炭,通过批处理平衡实验讨论溶液初始pH值和裂解温度对生物炭吸附Cr(VI)的影响。结果表明:热解温度越低,溶液初始p H越低,越有利于玉米秸秆生物炭对六价铬的吸附。     

加热状态下烟草气溶胶释放特性的影响因素:温度、甘油和气氛

为揭示加热状态下烟草热解气溶胶释放特性的影响因素,基于稳态热解装置与烟密度计联用系统,研究了温度、甘油含量(质量分数)、烟草种类、一级进气对烟草气溶胶释放量和发烟起始时间的影响,并利用稳态热解装置与撞击采样器联用系统,分析了甘油对烟草气溶胶粒径分布的影响。结果表明:(1)随甘油含量增加,烟草发烟起始时间线性降低,气溶胶释放量线性增加,且气溶胶粒径分布变宽。(2)不含甘油时,降低温度、增加一级进气流量均可使烟草气溶胶释放量增加;加入甘油后,增加一级进气流量可更加有效地提高烟草气溶胶释放量,但气溶胶释放量随温度升高先增大后降低;过高的温度(500℃)会导致烟草发生燃烧,甘油对此有明显的加剧效应。(3)升高温度、增加甘油含量可以有效缩短气溶胶释放的响应时间,并且甘油使气溶胶释放时间具有更高的温度敏感性。(4)不同烟草原料因具有不同的理化特性,导致其气溶胶释放量和发烟起始时间存在一定差异。     

生物质炭对铅锌复合污染土壤修复机理的研究

为研究生物质炭对铅锌复合污染土壤修复的机理,以松木棒炭、玉米秸秆炭、秸秆块炭、花生壳炭、木质颗粒炭和机制木棒炭为重金属钝化剂,以铅锌复合污染土壤为对象,利用盆栽试验研究了不同原材料制成的生物质炭对重金属污染土壤pH、有机质、小白菜体内Pb、Zn含量的影响。结果表明:施用生物质炭可以显著提高重金属污染土壤pH值、有机质含量,施用玉米秸秆炭的效果最佳,小白菜地上部Pb、Zn含量与对照相比显著降低65.3%和41.6%。由此可见,生物质炭是一种能有效降低作物中重金属含量及减轻作物受到的重金属毒害的重金属钝化材料。     

生物质快速热裂解液化基础研究进展

综述了生物质快速热解液化基础研究进展,介绍了生物质热解的基础理论模型,总结了生物质快速热解机理的研究现状,重点从反应条件和物料特性两方面分析了生物质快速热解产物产率的影响因素并对其研究状况进行了总结;较为系统地综述了三种生物质快速热解产物的应用研究进展.最后,从反应器研发、机理研究、影响因素分析及产物利用等四个方面提出了快速热解基础研究的发展方向.     

停留时间对污泥基生物炭中部分重金属的影响

文章针对污泥基生物炭中重金属对农用的潜在影响,通过测定污泥基生物炭、污泥中的重金属含量,研究污泥基生物炭中的重金属含量随热解条件的变化规律。结果表明,热解温度为600℃,终温停留时间为3 h时,能够在一定程度上降低污泥中的重金属直接投入环境中所带来的环境风险。     

超微粉碎技术在沙柳原料预处理中的应用

以沙柳为原料,研究了超微粉碎预处理技术对沙柳原料酶水解效果的影响,基于Box-Behnken实验设计,对经过超微粉碎预处理的沙柳原料,采用响应面分析法优化了超微粉碎沙柳原料稀碱预处理的工艺条件,考察了原料粒径,稀碱处理过程中碱浓度、处理时间、处理温度对原料水解的影响,并建立了工艺数学模型.通过实验得到最佳超微粉碎沙柳原料酶解的预处理条件:原料粒度(15μm)、0.79％NaOH、94.6℃、43.4min,原料的酶解率可以达到最大值.结果表明,超微粉碎预处理的沙柳原料经过稀碱预处理后可明显提高纤维素的酶水解效率,该模型为超微粉碎沙柳原料酶解工艺的进一步研究提供了依据.     

革工业污泥的利用

本研究目的在于将制革工业中产生的污泥转化为有用的材料.为了达到此目的,利用热重法(TG)和轴向固定床反应器研究了废弃污泥的热行为.以不同的升温速率升温至温度 750 ℃进行了热重分析,在 248～500 ℃的温度范围内观察了主要的热解分解步骤.固定床反应器中,污泥于氮气气氛中 450 ℃和 600 ℃热解,热解产物为气体、液体及焦炭.温度对产物组分的比例有轻微的影响.热解气有相当大的总热值(23.22 MJNm-3).尽管热解油有适当的热值,但其含有大量的含氮和含氧化合物.本文还研究了利用污泥作为生产活性炭的一种原材料.为此,通过物理和化学的活化方法从污泥中制备了活性炭.利用所选择的活性炭对亚甲基蓝、苯酚及 Cr(Ⅵ)的吸附行为进行了研究,来验证其作为吸附剂的可行性.