生物质基喷气燃料的生产及应用进展

生物质基喷气燃料是指全部或大部分来源于生物资源的喷气燃料，符合清洁低碳、安全高效的现代能源体系的要求。以生物质基喷气燃料替代传统石油基喷气燃料有助于我国早日实现“碳达峰、碳中和”的远大目标。在阐述生物质基喷气燃料生产工艺的发展历程及生物质基喷气燃料应用现状的基础上，提出高密度的生物质基喷气燃料是未来喷气燃料的发展方向，具有多环结构的生物质是合成高密度生物质基喷气燃料组分的优质原料；同时，总结了高密度生物质基喷气燃料组分生产工艺的研究进展，展望了生物质基喷气燃料未来的发展及挑战。     

氮磷共掺杂生物质多孔碳材料的制备及其氧还原性能研究

将槟榔原料与一定量的磷酸氢二铵均匀混合，在氮气气氛下制备氮磷共掺杂生物质炭，再与KOH二次煅烧生成孔隙结构发达的杂原子掺杂多孔碳。电化学测试结果表明，杂原子掺杂碳催化剂材料的ORR(氧还原)活性良好，具有优异的稳定性和抗中毒特性。组装的锌-空气电池的测试结果显示，无金属催化剂可与商业20%Pt/C催化剂性能相媲美，表明以生物质为基础的氮磷共掺杂活性炭是一种很有商业价值的氧还原催化剂材料。     

生物质制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)及其研究进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是现如今重要的精细化工原料,也是一种特殊的制革鞣剂,其制备是生物质领域的研究热点。由单糖至多聚糖,文章综述了5-HMF的制备研究现状,描述了各制备5-HMF方法中所采用的催化剂、溶剂体系及5-HMF的收率。分析比较了这些制备方法的优缺点。可以发现,采用生物质制备高收率的5-HMF具有良好的探索前景。     

梧桐絮制备多孔纤维碳材料及其在超级电容器中的应用

以法国梧桐絮为原料、KOH为活化剂,通过碳化制备多孔纤维碳材料,并在此基础上组装了超级电容器器件。通过SEM、EDS、XRD、Raman、FTIR、BET等对制备的多孔纤维碳材料进行表征,并研究了多孔纤维碳材料电极的电化学性能。结果表明:在扫描速率为50 mV·s~(-1)时,800℃下碳化制备的梧桐絮多孔纤维碳材料电极的比电容可以达到236 F·g~(-1);所组装电极在循环10 000次后,比电容仍维持原来的99.8%,表明梧桐絮多孔纤维碳材料在超级电容器领域有巨大的应用潜力。     

生物质燃气中焦油净化的试验研究

对生物质燃气中焦油的净化进行试验研究,通过在喷淋塔前设置空冷塔的焦油净化系统,并以稻秸秆为原料考察热解温度对生物质燃气中焦油在空冷塔和喷淋塔中的分配情况及化学组成的影响。结果表明,生物质燃气中80%的焦油可在空冷塔中富集,当热解温度由500℃升至750℃时,空冷塔中焦油的占比由84.26%降至80.55%,喷淋塔中焦油占比由15.74%升至19.45%;生物质焦油中超过99%、81%、84%和93%的酚类化合物、烷烯烃、含氮化合物和含氧化合物(除酚类化合物外)在空冷塔中富集,而超过76%的芳烃及其衍生物在喷淋塔中富集。     

松木颗粒热解与高温蒸汽气化半焦产率及形貌特征分析

以成型松木颗粒为原料，进行低温热解，研究了热解温度和升温速率对生成的松木半焦产率及官能团的影响。以试验得到的松木半焦进行蒸汽气化试验，对比分析了温度对半焦重整气化形貌特征、比表面积和平均孔径的影响。研究表明：随着热解温度升高，松木半焦脂肪族结构峰消失转化为烃等小分子物质及气化气，进而降低半焦产率。升温速率升高，半焦产率呈先下降后升高的趋势，在800℃升温速率为30K/min时半焦产率最低。不同温度热解和蒸汽气化对比试验表明，温度相对较低时（500℃）热解和蒸汽气化半焦孔隙结构相近，随着温度的升高，蒸汽气化半焦结构发生明显变化，900°C时出现了更小的孔道结构且比表面积增加明显。蒸汽引入使松木半焦和水蒸气发生热解反应的同时发生了脱氢反应，气化半焦形貌出现熔融和烧结现象。     

生物质电厂废弃物草木灰成分分析及成形

生物质热电厂焚烧废弃物的主要成分是草木灰，其产生量大、密度小。大量草木灰不经处理会造成环境污染问题。本文首先分析草木灰的化学成分，确定草木灰的肥料特征，通过添加NH₄H₂PO₄使草木灰的pH达到国家复合肥的相关标准。选用聚天冬氨酸（30%水溶液）作为复合肥的黏结剂，应用于草木灰复合肥的成形造粒，以增加其抗压强度和肥效。研究不同烘干时间、烘干温度、聚天冬氨酸添加量对草木灰复合肥抗压强度的影响规律，通过分析植物的形态及生理指标，进而研究草木灰复合肥的肥效。结果表明：最佳烘干条件为10h、140℃，聚天冬氨酸对草木灰的抗压强度有明显的增强作用，并且草木灰与聚天冬氨酸的复配比为6g∶1mL时肥效最好。此方法解决了元素循环中断、草木灰环境污染，在运输过程中草木灰复合肥易碎，纯草木灰肥效低等问题。     

连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统

生物质能源是一种环境友好的可再生能源,但也存在能量密度低、含水率高、碱金属含量高等缺点,导致其在热利用的过程中存在易结渣、堵灰及腐蚀、热效率不高等问题。本文结合生物质气化、炉内碱金属/硫固定、两级焦油裂解、蓄热式燃烧,以及冷凝热回收等多项先进技术,设计并搭建了连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统。以海洋贝壳类废弃物作为生物质成型燃料的添加剂和生物质焦油裂解过程的催化剂,在实现海洋废弃资源高值化利用的同时,克服了生物质热利用过程中的多项障碍,能够显著提高生物质能热利用效率,同时大幅度降低当前工业及民用供热过程中CO₂、SO_x、NO_x及烟尘的排放,具有良好的经济性与环保性。     

芬兰和瑞典造纸行业生物质精炼发展情况

在芬兰和瑞典,多数生物质精炼厂的主要目标是生产用于交通运输行业的生物质能源。因为据两国研究发现,北欧国家目前几乎还没有发现比生物质能源更具高附加值的产品,其中比较受到行业关注的就是浆纸企业开始探索利用溶解浆生产纺织纤维,这一环节加快了木纤维的循环,也加速了生产流程的内部循环。而同属北欧国家,芬兰和瑞典的发展模式既有相同之处,也存在许多差异,芬兰浆纸行业向生物质精炼过渡领域以生物能源为主,瑞典则致力于寻求多元化生物质精炼之路。