生物质快速热解技术研究进展与趋势

文章综述了国内外快速热解技术的发展现状，并提出了未来快速热解研究方面的主要方向和发展趋势。     

木质生物质快速热解技术研究现状

综述了木质生物质快速热解技术的国内外进展,最后对木质生物质快速热解的研究状况做了综合评述。     

生物质快速热解生物油产率和组分的影响因素

生物质快速热解是能源转化中效率较高的一种。本文从物料特性(物料组成、粒径、含水率)和反应条件(升温速率、反应温度、滞留时间、压力和催化剂)两方面对影响生物油产率和组分进行论述,分析了影响生物油组分的主要因素:物料组成、反应温度和催化剂,对影响生物油产率的主要因素物料粒径、温度和气体停留时间进行阐述。     

生物质组分快速热解联产生物质炭和碳纳米管的研究

以纤维素、木聚糖和碱木质素为原料,通过快速热解的方法,使热解挥发性组分在泡沫镍催化下形成上层炭,同时固体产物形成残留固体炭（即下层残炭）。纤维素和木聚糖所得上层炭中含有大量的碳纳米管（CNTs）,且掺杂有部分石墨片,而碱木质素则难以形成CNTs。其中,纤维素CNTs比木聚糖CNTs含有更多的石墨化碳,并且纤维素CNTs的石墨化程度、比表面积和产率均较高。纤维素残炭和木聚糖残炭则为致密块状结构,石墨化程度低;纤维素残炭的得率更高,因此纤维素整体的利用率比木聚糖高。结果表明,纤维素和木聚糖的热稳定性较低,热解过程可以产生大量的挥发性组分,且大多为小分子,为CNTs的形成提供了较充足的碳源,而碱木质素的热稳定性高,且热解气体产物少,不利于CNTs的形成。     

生物质制氢技术及其研究进展

在制浆造纸、生物炼制以及农业生产过程中,会产生许多生物质下脚料或废弃物,通过制氢技术可将这些废弃物转化再利用。以生物质为原料来制取氢气具有节能、环保、来源丰富的优点,主要包括化学法与生物法。化学法又细分为气化法、热解重整法、超临界水转化法以及其他化学转化方法。生物法可细分为光解水制氢、光发酵制氢、暗发酵制氢以及光暗耦合发酵制氢。本文对多种生物质制氢方法及原理进行总结,对各种方法的优缺点进行对比,介绍了近年来生物质制氢技术的研究进展,最后对生物质制氢的发展提出展望。     

生物质定向热裂解液化装置的研发Ⅰ:系统设计与工艺分析

为了探索生物质热裂解液化过程中的定向转化机制和调控技术,设计开发了一套处理量为1kg/h的生物质定向热裂解液化装置.该装置包括进料系统、流化床反应器、固定床反应器、除炭系统、冷凝系统、在线分析系统、监控系统等.设计和试运行工作表明,本装置实现了固相粉末连续进料、分级可控冷凝、两级催化裂解、在线实时分析、尾气循环利用等功能的创新和集成.该装置可用于研究生物质热裂解转化特性、催化剂遴选与评价、催化机理及工艺、中间产物分析等,对于生物质能源技术发展具备较强的科学意义和实用价值.     

生物质定向热裂解液化装置的开发Ⅱ:进料特性与流化规律

对所研发的生物质定向热裂解液化装置(BDFP)的进料特性和流态化规律进行了试验研究。试验探明了进料载气流速、颗粒粒径、电机转速与进料速率的匹配关系,系统考察了床料单独流化和与生物质颗粒混合流化时的流态化规律。通过优化分析确定,合适的工艺参数范围为:进料载气流量为2.2L/min,电机转速范围为25～100r/min,冷态流化气速范围0.35～0.65m/s,冷态气体流量范围为66.7～125L/min(4.0～7.5m3/h),热态气体流量范围为33.3-58.3 L/min(2.0～3.5m3/h),综合考虑确定热态气体操作流量为45 L/min。     

生物质热裂解制取生物油冷凝器的设计

冷凝器是生物质热裂解制取生物油装置的关键部件，冷凝器的冷凝效果直接影响到生物质热裂解制取生物油的产油率。流化床反应器的生物质进料速率为20kg／h，其中有60％转化成油，20％转化成CO、CH4等小分子化合物，20％转化成炭。通过对冷凝器的热传递速率、进口流量、出口流量的计算，来确定冷凝器的结构参数。     

生物质热裂解用流化床反应器试验装置的设计

生物质快速热裂解制取生物油技术是目前世界上生物质能研究领域的前沿内容和主要趋势。反应器是生物质热裂解装置的主体部分。本设计选择流化床作为反应器，根据影响流化床性能的主要参数和生物质快速热裂解制取生物油技术的工艺要求，设计研制了流化床反应器，并取得了较理想的试验效果。     

基于造纸工业平台的林基生物质精炼研究进展

传统制浆造纸工业是最早利用林基生物质资源并专注于纸浆产品开发的大型工业化平台,其能源消耗大,输出品单一,经济和环境综合效益不高。林业生物质精炼可在现有化学制浆厂成熟的工业化平台上进行产业升级,将更多的木材组分加以利用,转化为附加值更高的化学制品和能量载体,实现林基生物质资源高效的工业化利用。本文综述了国内外林产生物质能源、生物基材料、生物质化学品等方面的研究进展及生物质精炼工厂IFBR的最新发展模式,并做了合理的展望。     

木材快速热解机理、工艺及产物研究现状

综述了木材快速热解机理、工艺及产物的国内外进展     

北京地区废弃木质材料热裂解液化利用可行性及建议

面对能源匮乏、经济发展和环境保护三重压力,北京发展废弃木质材料能源化、高值化利用技术十分必要。本文首先介绍了北京地区废弃木质材料资源及利用现状,然后探讨了北京地区废弃木质材料热裂解液化利用的可行性,最后提出了建设示范工程的初步建议。     

Selectively improving the bio-oil quality by catalytic fast pyrolysis of heavy-metal-polluted biomass: take copper (Cu) as an example

Heavy-metal-polluted biomass derived from phytoremediation or biosorption is widespread and difficult to be disposed of. In this work, simultaneous conversion of the waste woody biomass into bio-oil and recovery of Cu in a fast pyrolysis reactor were investigated. The results show that Cu can effectively catalyze the thermo-decomposition of biomass. Both the yield and high heating value (HHV) of the Cu-polluted fir sawdust biomass (Cu-FSD) derived bio-oil are significantly improved compared with those of the fir sawdust (FSD) derived bio-oil. The results of UV-vis and (1)H NMR spectra of bio-oil indicate pyrolytic lignin is further decomposed into small-molecular aromatic compounds by the catalysis of Cu, which is in agreement with the GC-MS results that the fractions of C7-C10 compounds in the bio-oil significantly increase. Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy analyses of the migration and transformation of Cu in the fast pyrolysis process show that more than 91% of the total Cu in the Cu-FSD is enriched in the char in the form of zerovalent Cu with a face-centered cubic crystalline phase. This study gives insight into catalytic fast pyrolysis of heavy metals, and demonstrates the technical feasibility of an eco-friendly process for disposal of heavy-metal-polluted biomass.     

大豆油的热解特性及其产物分析

本实验利用自制固定床反应器对大豆油进行热解,然后利用GC-MS、FT-IR以及元素分析对其进行分析。探讨了不同热解参数(热解温度、氮气流速、进样速率、大豆油和甲醇比例)对大豆油热解特性及其产物生物油组成的影响。结果表明:大豆油热解的最佳条件为热解温度为550 ℃、氮气流速150 mL/min、油脂进样速率为0.3 mL/min、大豆油和甲醇体积比为3:1。大豆油热解产物由脂肪烃和含氧化合物(酯、醇、酸、醚等)组成,其中脂肪烃含量可达到31.37%。     

壳聚糖酶的研究进展

壳聚糖酶(Chitosanase,EC3.2.1.99)是一种对壳聚糖具有分解作用的专一性酶,可以特异性的水解壳聚糖,得到特异分子量范围的壳寡糖。壳寡糖是目前仅知的唯一的碱性寡糖,具有独特的生物活性。本文概述了近年来壳聚糖酶的研究进展,包括酶来源及性质、纯化方法的研究、分子水平的研究、作用方式及功能、应用及展望等方面,并探讨了壳聚糖酶研究中尚存在的主要问题及今后的研究方向。     

生物质纤维医用敷料研究进展

针对当前传统医用敷料在患者伤口护理中出现的易感染、造成二次伤害等问题,结合生物质原料的生物可降解性、生物相容性、无毒性等特点,以及部分生物质纤维良好的吸湿性、抑菌性和一定的生物活性等性质,介绍了生物质纤维作为医用敷料的优势.概述了用于医用敷料的不同生物质纤维的制备方式,提出不同伤口定制化处理时适用的生物质纤维.归纳了近...     

流床式木材快速热解设备加热功率的确定

介绍了自主研发的喷动循环流化床快速热解技术原理,并以25Kg/h的实验室小试设备为例,总结了流化床式木材快速热解设备加热方式及材料的确定,重点对该设备的加热功率进行了分析计算.     

造纸厂水处理污泥基本性质及热解特性研究

本论文分别对初沉污泥、生化污泥及深度处理污泥的基本物化性质及热解特性进行了研究,并进一步采用coaAs-Redfern法描述了热解过程,计算了三种污泥的热解动力学参数。动力学研究结果表明：造纸厂水处理初沉污泥有机物热解主要区域的反应级数为2,二沉污泥及深度处理污泥的反应级数为5,三者的活化能分别为：43．80kJ／mol、52．74kJ／mol 及17．16kJ／mol,频率因子分别为：1．56×10^6min-1、1．18×10^7min-1、2．60×10^8min-1。