有氧烘焙预处理对纤维素热解特性的影响

在有氧和无氧氛围下对纤维素进行了烘焙预处理,研究了氧气浓度(0％～15％)对纤维素理化性质和热解特性的影响.结果 表明:随着烘焙氧气浓度升高,纤维素碳元素和固定碳含量以及热值逐渐增加,而氧元素和挥发分大幅减少.有氧烘焙促进纤维素脱羟基、脱羰基和脱羧基等反应,导致含氧官能团减少和结晶度逐渐降低.有氧烘焙降低了纤维素热解初...     

烘焙预处理对秸秆热解产物品质及能量分布的影响

以玉米秸秆为原料,研究烘焙温度(220、250和280℃)对秸秆热解产物产率、品质和能量分布的影响。结果表明:秸秆经220、250和280℃烘焙后,热解生物油水分相比原样分别降低11.4%、28.3%和41.8%;与此同时,生物油中酸类产物逐渐减少,酚类产物逐渐增多,生物油热值明显增大。烘焙对热解气中CH_4和H_2有一定促进作用,可燃气的热值逐渐增大。烘焙对生物质炭的化学组分无明显影响,但随着生物质炭产率的增大,其能量产率逐渐增大。烘焙脱氧预处理可改善生物油的品质、提高可燃气的热值、增大生物质炭的能量产率。     

烘焙预处理对杉木成型燃料理化性质及热解特性的影响

以杉木成型燃料为原料,研究在不同烘焙温度(200℃、230℃、260℃和290℃)对其烘焙产物及热解特性的影响。结果表明:随着烘焙温度的升高,杉木成型燃料的质量产率和能量产率逐渐降低,跌落强度和耐久性逐渐减小,一些含氧官能团的吸收峰逐渐变弱,氧元素含量大幅降低而高位热值逐渐升高,疏水性明显增强。热解实验结果显示,在260℃和290℃烘焙样品中半纤维素对应的热解肩峰逐渐消失;随着烘焙温度的升高,生物质炭产率明显升高,而生物油产率逐渐下降。同时,烘焙预处理大幅降低了生物油中酸类组分的相对含量,显著提高了酚类组分的相对含量。因此,烘焙预处理对杉木成型燃料理化性质及热解特性产生了显著影响,需根据具体应用环境选取合适的烘焙条件。     

有机钙盐预处理纤维素的热解试验研究

摘要：在管式炉上进行了预处理纤维素（CaFA纤维素）的热解实验，研究了预处理对纤维素热解特性的影响。样品红外压片分析显示预处理影响了纤维素组成单元吡喃环的稳定性，且CaFA纤维素出现了明显的羧酸根官能团振动。热解实验表明：预处理使得纤维素的半焦和气体产率增加，生物油产率下降。CaFA纤维素最大生物油产率为0.496(g/g)，相比未处理纤维素最大生物油产率降低19.1%。CaFA纤维素的气体产物中，CO含量减少，而CO2、CH4和H2含量增加，一定程度上提高了热解气相产物中的氧含量。GC-MS分析表明预处理对纤维素生物油组分具有明显的选择性，CaFA纤维素生物油中，大分子糖类及其衍生物的相对含量显著减少，而小分子酮类物质明显增加。     

生物质低温脱氧中产物特性变化及其反应动力学研究

对棉秆和玉米秆在200～390℃范围内的低温脱氧过程进行研究。分析其产物特性并对脱氧过程进行动力学分析,为进一步探索生物质低温脱氧的反应机理提供理论依据。结果发现与原样相比,390℃低温脱氧棉秆O/C和H/C分别降低78.5%和60.9%,390℃低温脱氧玉米秆O/C和玉米秆的热值分别提高36.4%和31.9%;棉秆与玉米秆在290～390℃时的失重比其在200～290℃时分别提高28.22%和52.28%;棉秆和玉米秆的热解可运用分级反应模型求其动力学参数,低温脱氧过程中棉秆和玉米秆的活化能分别为120.91、109.27 kJ/mol;生物质三组分可运用一级反应模型求其动力学参数,低温脱氧过程中半纤维素、纤维素、木质素的反应活化能分别为77.19、238.99、28.42 kJ/mol。     

热解炭在线催化玉米秆热解实验研究

为探索一种更适用的催化剂,将热解炭用于玉米秆热解挥发分的在线催化。研究结果表明,虽然生物油产率有所下降,但可降低生物油中的酸类物质含量,而酚类物质含量则显著增加。在实验条件下,酚类物质的相对含量可达55%以上。通过比较热解炭脱灰前后及不同添加量的催化效果,发现热解炭表面的碱性位能吸附挥发分中的酸类物质,使其一部分发生中和,另一部分被裂解成小分子气体,从而降低生物油中的酸类物质含量,而热解炭中的碱和碱土金属对生物油中的酚类物质的富集有明显的促进作用。     

生物质热解液化技术研究与发展趋势

介绍了生物质热解液化技术,总结了该项技术在原料预处理、热解工艺和生物油分离精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面,介绍了微波干燥、烘焙和酸洗3种方法;在热解工艺方面,介绍了催化热解和混合热解两种新工艺;在生物油分离精制方面,介绍了催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化燃油和分离提纯5种新技术,并分析展望了生物质热解液化技术的产业化发展趋势。     

生物质气流床气化的热解前处理工艺

考察了热解作为生物质气流床气化前处理工艺的可行性,热解温度对气、液、固3种形态产物的产率和各方面的性能有不同程度的影响。通过半焦的电镜图片分析,证实了热解后生物质的多孔结构比较明显,使其有一定的吸附能力;通过元素分析比较了原料和热解产物中各元素含量的差别,说明热解可以显著提高半焦中碳元素含量,降低半焦中氧元素含量;考察了热解气中各组分在不同温度下的变化规律;通过原料和产物的热值比较,证实了热解可以显著提高气化原料的热值,为下一步的气化反应提供了有利条件。     

秸秆类生物质燃烧特性的研究

利用热重分析仪对江苏宿迁地区的玉米秆、稻秆和麦秆三种生物质的燃烧特性进行了分析，测定了生物质的灰熔点和灰组成，用XRD和TEM表征了生物质灰的物相结构和形貌。研究结果表明，三种生物质的燃烧规律基本一致，燃烧过程可分为四个阶段：干燥过程，热解过程，晶型转变过程和熔融过程；三种生物质中，玉米秆灰熔点最高。灰量最少且碱金属含量最低；生物质灰为形态各异的纳米颗粒。     

分级孔HZSM-5催化烘焙预处理杨木快速热解制取芳烃

采用NaOH溶液对HZSM-5进行处理,通过XRD,BET,NH3-TPD方法对改性前后的HZSM-5进行表征。在管式炉中对杨木进行烘焙预处理,利用改性前后的HZSM-5在催化剂评价装置中进行烘焙预处理杨木的催化热解实验,探究杨木烘焙预处理温度和HZSM-5碱处理浓度对芳烃产物的影响。研究结果表明,碱处理后的HZSM-5形成了含有微-介孔的分级孔道结构,酸分布有所变化;随着NaOH浓度的增加,生物油中多环芳烃的含量逐渐降低,单环芳烃的含量呈现先增加后降低的趋势,在0.3-HZSM-5催化下达到最高产率58.12%;随着烘焙温度的升高,生物油中单环芳烃的含量先增加后降低,含氧化合物的含量先减小后增加,260℃烘焙预处理杨木催化热解效果最佳,芳烃化合物总收率达到82.01%,其中单环芳烃选择性达到70.87%。     

烘焙对生物质催化热解产物特性的影响研究

为了探究烘焙对生物质快速催化热解产物的影响,首先对棉秆在管式炉上进行不同温度(200、250、300℃)烘焙,然后在550℃下进行快速热解试验。随着烘焙温度的升高,气体产物中CO含量由51%逐渐减少到34%;烘焙后,热解油中酮类含量大幅减少,其中主要产物为芳香烃,其含量随烘焙温度的升高先增大后减少;烘焙可缓解催化热解过程中积碳的生成,300℃烘焙后的积碳量最少,仅为原样的46%。     

生物质固定床热解特性的试验研究与分析

对稻杆、稻壳、木屑在固定床热解反应器内的热解特性进行研究,考察热解反应温度和生物质种类对热解特性的影响,分析了热解产物的性质。结果表明,三种原料热解气的热值在１２０００￣１５０００ｋＪ／Ｎｍ＾３之间,可满足民用煤气的热值要求;产气率一般为０．２５￣０．４５Ｎｍ＾３／ｋｇ,其中稻壳的产气率最低;温度对热解产气率、生物油产率的影响很大,对热解气组份、热值、气流率及半焦产率影响也较显著;生物油的特性数据     

纤维素热解生物油特性研究

为深入了解生物质热解生物油的特性,对生物质的主要成分纤维素热解生物油的析出和演变特性进行研究。在固定床上研究纤维素在不同温度(280~550℃)下的快速与慢速热解以及不同气相停留时间对纤维素生物油特性与组成的影响。研究表明,纤维素快速热解生物油由左旋葡聚糖及大量脱水糖组成,还有少量呋喃衍生物(如糠醛、5-羟甲基糠醛等)。慢速热解时产生的脱水糖种类较少,但小分子化合物种类更多。随着气相停留时间的缩短,液体产物中左旋葡聚糖含量逐渐升高,酸、醛等小分子消失。     

烘焙对生物质热化学转化特性影响的研究进展

生物质是可再生能源的重要组成部分,储量巨大,但其含水量高、能量密度和热值低等缺点致使其研磨难度大、存储运输不便,难以资源化利用。本文对烘焙预处理技术的过程及特点、能耗分析和较为理想的烘焙标准进行了简述;并重点阐述了烘焙对生物质燃烧、热解和气化特性影响的研究进展。经烘焙处理后的生物质在炉膛内可快速、稳定燃烧,炉内温度迅速升高,产生的烟气量减少;热解产生的生物质焦油中水和乙酸含量明显减少,苯酚含量增加,热值总体升高;气化合成气品质明显提升,能量密度增大,总气化效率显著提高。此外,对烘焙预处理技术在城市固体废弃物处理的应用进行了简要的概述,并对其在生物质和城市固体废弃物研究方向上进行了展望。     

Py-GC/MS技术用于Chaetoceros sp. 硅藻的催化热解研究

采用热裂解−气质联用（Py-GC/MS）技术研究Chaetoceros sp. 硅藻粉末的催化热解特性。以HZSM-5为催化剂,考察了不同Si/Al比的HZSM-5催化剂对硅藻热解产物的影响,并考察了催化剂的使用量、热解升温速率、热解反应时间对产物的影响。结果表明：未加催化剂时,硅藻热解产物以脂肪酸为主,含量为50.05%,苯系物含量仅为0.87%;加入HZSM-5催化剂后,硅藻热解产物中脂肪酸含量减少,芳香类化合物显著增加。热解实验结果发现,Si/Al比为38、硅藻和HZSM-5比例为1∶9、热解速率10 000℃/s、热解时间为10 s时,能得到较理想的热解产品,其中苯系物产率可达57.76%,脂肪酸含量为2.63%。这说明HZSM-5（38）具有较好的脱氧和芳构化功能,有利于硅藻催化热解生成高品质的生物油产品。     

基于三组分的生物质快速热解实验研究

在管式炉内对纤维素、半纤维素和木质素进行热解实验研究,考察热解温度对于热解产物(焦炭、焦油和不凝性气体)分布的影响。实验结果表明:随温度的升高,三组分热解产生的焦炭产量不断降低,气体产量不断增加,焦油产量先升后降,存在一最佳反应温度。不凝气体组分随温度变化有不同的变化趋势,焦油的组分也不同。选取稻秸和玉米秸秆为原料,按照这两种生物质中三组分含量的不同将纤维素、半纤维素和木质素的产物进行叠加,并与稻秸和玉米秆的热解实验结果作对比,分析三组分含量对于热解产物的影响。结果表明:按照三组分叠加的方法来考察生物质的热解在一定程度上是可行的,产物产量的总体趋势一致,在产量上稍有差异。     

高含灰量海藻热解产物及热解特性研究

对高含灰海藻进行水洗和酸洗预处理,比较了预处理前后海藻的基本特性及在700℃时管式炉热解产物成份,并进行了动力学特性分析。结果表明:高含灰海藻酸处理后,含灰量由34.9%降为12.4%,有机挥发份从56%升为64%,热值由8.89MJ/kg上升为17.65MJ/kg;高含灰量对海藻热解有明显影响作用,处理前海藻有机物有两次降解峰,而水洗和酸洗后海藻在500℃以下几乎降解完全;海藻在700℃时,热解产气率(87mL/g)低,焦油含量少(15%),经水洗和酸洗后的原料产气率高(195mL/kg),焦油得率36%;通过建立热解动力学模型,得到了原料的活化能E和频率因子。     

内循环串行流化床生物质催化热解试验研究

在处理量为0.2 kg/h的新型内循环串行流化床(IIFB)上进行了生物质催化热解制油的试验研究.以木屑为原料、石英砂为热载体,研究了在没有催化剂条件下反应温度对热解产物分布的影响;以HZSM-5催化剂与石英砂混合物为床料进行了催化热解试验,并对热解产物和反应后的催化剂进行了表征分析.结果表明:反应温度为515℃时,液体产物的收率最高.HZSM-5催化剂的加入促进了气体以及焦炭的生成,使液体产物的收率降低,且催化剂体积分数越大,影响越显著.催化荆表面的积炭经燃烧反应后被除去,催化剂的稳定性得到改善.热解不可冷凝气体的主要成分为CO和CO2,随着热解温度的升高,CO2产量下降,CO和CH4的产量增加.经HZSM-5催化热解后,生物油中的酸、醛和酮类物质含量明显减少,而小分子的烃类与酚类物质含量明显增加,表明催化剂具有明显的脱氧效果.     

纤维素热裂解试验研究及分析

利用自行设计的固定床热裂解试验系统,在不同压力条件下,研究了纤维素的热解行为,在常压下分别考察热解温度、N2流量对热解产物的影响。研究结果表明,热解温度为450℃时,可得到较高收率的液体产物,并且液体产物的收率随着N2流量的增加而降低。当压力降低时,在450℃热解温度下液体产物的收率最高,为58.6%,比常压热解提高12.3%,生物油中水分含量随着热解温度的升高而升高。试验对在不同真空度下热解得到的液体产物进行了元素分析。     

富氮生物油理化性质表征及其热解特性研究

利用松木生物油和尿素制备了富氮生物油,对富氮生物油的主要物理性质进行了测定,利用气质联用仪对其化学组成进行了分析,借助热重红外仪重点分析了富氮生物油的热分解特性以及主要热解产物的释放规律,并与生物油的热解特性进行了比较。理化分析表明,由于富氮生物油制备过程中发生的聚合反应使其中的小分子有机化合物含量减少,运动粘度增大。富氮生物油热解经历轻质组分的挥发和重质组分的解聚或缩聚两个失重阶段,富氮生物油中重质组分含量的增加导致其最终的热解残渣量增加。热解产物的红外光谱分析表明,富氮生物油热解过程中释放出NH3,有利于富氮生物油的再燃脱硝。