疏水深共熔溶剂在绿色化学工艺中的应用

疏水深共熔溶剂因制备简单、低毒性、高热稳定性及高生物降解性,被认为是传统有毒有害有机溶剂和离子液体的潜在替代品。其良好的疏水性、高度可调的物理化学特性及其对有机和无机化合物的优异溶解能力,可满足许多工业应用需求。疏水深共熔溶剂通过静电作用、离子交换和氢键的协同作用,实现了对目标物的高效分离、定向催化和改性。该文总结了疏水深共熔溶剂的结构组成及其性能影响因素,综述了疏水深共熔溶剂在分离提取、污染物去除、生物催化、材料改性及食品安全检测中的研究进展。疏水深共熔溶剂能够通过结构组成变化实现溶剂特性的定向调控,在宽pH范围内高选择性地提取了各种目标成分,简化了催化和改性的工艺过程,其高度的循环稳定性极大地减少了溶剂消耗量,在绿色化学工艺中展现出可替代传统溶剂的巨大潜力。但疏水深共熔溶剂各组分间的协同机制尚不明晰,仍需在后续研究中进一步阐明其作用机理,以期实现疏水深共熔溶剂的精准定制及高效应用。     

低阶煤分级利用技术研究综述

低阶煤分级利用技术可通过热解、气化、燃烧和合成等工艺,将低阶煤转化为半焦、焦油和煤气产品,其中半焦可用于燃烧发电供热,生成的灰渣可用于水泥建材行业,焦油加氢裂解可生成液体燃料替代石油产品,煤气加工后可用于生产、生活燃气替代天然气等,实现真正意义上的油-气-电-化-热一体化。目前,低阶煤的分级利用技术包含低阶煤完全气化、部分气化分级利用技术和低阶煤热解分级利用技术,通过对三类技术的实现路径和方法的分析认为:低阶煤将是今后我国能源的主要开发利用方向;低阶煤分级利用技术由于集节能、环保、经济于一身的优点,为我国煤炭资源的高效利用开辟了新的路子;低阶煤热解分级利用技术因工艺简单、反应要求低、能效高、污染少等优势将成为今后实现规模化产业应用的重点,发展前景非常可观。     

湿藻油脂制备生物柴油的研究进展

利用含油量高、生长速度快及能净化环境的微藻转化制取生物燃料具备较大发展潜力,是实现“碳中和”和解决环境问题的有效途径之一。为了降低微藻制取生物柴油的能耗,利用湿法提取技术直接从湿藻生物质中提取油脂制备生物柴油成为研究热点,综述了传统细胞破壁提油酯交换法、原位酯交换法及新型水热破壁提油酯交换法3种湿藻油脂制备生物柴油的研究情况并分析了各自存在的问题。传统细胞破壁提油酯交换法需要有机溶剂提取油脂和酯交换两步实现生物柴油的制备,生产工艺复杂,生产投入较高。原位酯交换法可实现微藻生物质一步转化为生物柴油,但存在醇消耗量过大(酸催化原位酯交换)或高温高压能耗高(超临界醇原位酯交换)等问题。新型水热破壁提油酯交换法能够在不使用有机溶剂的情况下实现湿藻油脂的高效分离,但水热温度较高时油脂会与微藻其他组分反应导致油脂品质劣化,水热温度较低时难以有效破坏细胞壁导致油脂提取效率降低。绿色溶剂辅助水热法可有效降低水热温度并抑制副产物的生成,可提高湿藻油脂提取率。为实现湿藻油脂的高效、环保、低耗制备生物柴油,可进一步依托深共熔溶剂等创新绿色溶剂低耗高效绿色提取微藻油脂。     

低品位热源干燥低阶煤技术研究进展

脱水提质可提高低阶煤在工业应用(气化、液化和作为固体燃料)中的价值。对目前国内外低阶煤的烟气、蒸汽干燥工艺以及新型的过热蒸汽干燥工艺进行了分析比较。其中烟气干燥工艺使用高温烟气作为中间介质,直接干燥为主,存在自燃和爆炸问题;饱和蒸汽干燥工艺通过间接回转管式干燥器间接加热,废气夹带的粉尘较少,对除尘设备要求较低;过热蒸汽干燥包括内部热循环的流化床蒸汽干燥工艺(WTA)、加压蒸汽流化床干燥工艺(PSFED)等,具有高能效、高热效、安全等优点。国内的低阶煤干燥主要采用高温烟气直接干燥法。     

石油焦的成浆性及水焦浆的流变性和稳定性

对某石油焦在加入不同添加剂后的成浆特性以及水焦浆的温升特性、流变特性和稳定性进行了实验研究。加入不同添加剂后各浆样的定黏浓度均在70%左右,石油焦成浆性良好;水焦浆的表观黏度随温度的升高而降低,随浓度的升高而增大;水焦浆的流变特性和稳定性在不同的添加剂下呈现出较大的差别,当使用亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠(NSM)和亚甲基萘磺酸盐甲醛缩合物(NC)添加剂时,水焦浆呈胀流性,且稳定性差。当使用木质素磺酸盐(LS)和石油磺酸盐(PS)时,水焦浆在较高浓度下呈假塑性,且稳定性较好。浆体浓度越大,稳定性越好。     

低挥发分煤的成浆特性和水煤浆流变特性

为了研究低挥发份煤的制备水煤浆的性能,利用黏度计对水煤浆的温度、表观黏度、剪切应力以及剪切速率等参数进行测量和计算,分析加入5种不同添加剂后低挥发分煤水煤浆的成浆特性、最大成浆质量分数、温升特性、流变特性等性能,发现水煤浆的黏度随着质量分数的增加而升高;在黏度为1 000 mPa·s时,加入不同添加剂的低挥发分水煤浆的最大成浆质量分数均在70%左右;加入不同添加剂对水煤浆的温升性能有不同影响,水煤浆的黏度随着温度的升高而逐渐降低,但是当水煤浆质量分数较高时,高温可能导致部分添加剂失效;随着剪切速率的增加,水煤浆的黏度逐渐降低,为假塑性流体.结果表明低挥发份煤具有很好的性能用于制备高浓度水煤浆.     

城市污泥特性及其干化技术

通过污泥特性指标介绍了城市污泥的特点,介绍了常用的污泥干化技术以及三种具有代表性的污泥干化设备,总结了干化污泥的终端处理方式及其发展趋势。污泥干化使污泥的终端处理方法多元化、简便化。土地利用和能源化利用被认为是干化污泥终端处理方式的发展方向。同时,一些新污泥处理技术(如低温热解、污泥气化、污泥水煤浆等)的应用范围也渐渐地扩大。     

低阶煤脱水提质技术发展现状

脱水干燥是对低阶煤进行深加工前的重要环节,介绍并比较了热空气干燥、热蒸汽干燥、微波干燥和太阳能干燥等蒸发干燥工艺,以及水热处理(HTD)、机械热压脱水(MTE)、有机溶剂脱水(DME)等非蒸发干燥工艺.蒸发干燥过程简单,设备成本较低;HTD和MTE等非蒸发干燥过程不消耗气化潜热,并能对低阶煤进行深度改性,将水分从低阶煤...     

低品位热源干燥低阶煤技术研究进展

脱水提质可提高低阶煤在工业应用(气化、液化和作为固体燃料)中的价值.对目前国内外低阶煤的烟气、蒸汽干燥工艺以及新型的过热蒸汽干燥工艺进行了分析比较.其中烟气干燥工艺使用高温烟气作为中间介质,直接干燥为主,存在自燃和爆炸问题;饱和蒸汽干燥工艺通过间接回转管式干燥器间接加热,废气夹带的粉尘较少,对除尘设备要求较低;过热蒸汽干燥包括内部热循环的流化床蒸汽干燥工艺(WTA)、加压蒸汽流化床干燥工艺(PSFED)等,具有高能效、高热效、安全等优点.国内的低阶煤干燥主要采用高温烟气直接干燥法.     

锡盟褐煤干燥和重吸收特性的实验研究

针对内蒙古的锡盟褐煤,采用快速水分干燥仪模拟恒温蒸发干燥过程。利用扫描电镜测试发现干燥后的煤样表面形貌有所变化,出现断裂、粉化等现象。选择不同的干燥温度(70、100、120℃)、粒径(0.5~0.6、0.6~1.6、1.6~4 mm)、干燥时间(2、3.5、9、30 min)研究该褐煤的干燥和重吸收特性。发现干燥过程主要受温度、粒径的影响;而重吸收水分主要取决于最终水分含量、孔隙结构的破坏情况、粒径和环境湿度变化。将干燥过程的实验数据与常用的干燥方程进行拟合,其中Modified Henderson and Pabis模型拟合效果最好。并应用Fick扩散模型和Arrhenius经验公式计算得到该褐煤恒温蒸发干燥过程的有效扩散系数和活化能。