生物质热解研究的进展

通过分析生物质热解的物理特性和运行条件,采用动力学模型和传热、传质模型,对生物质热解进行描述。     

生物质多联供系统在农村应用的可行性分析

某乡村拥有猪粪、秸秆等大量生物质能,为降低该地区玻璃厂的能源成本及污染物排放量,提出建立生物质多联供系统的改造方案。对改造前后生物质处理利用方式及玻璃厂用能方式进行探讨,比较改造前后玻璃厂二氧化硫、温室气体排放量。生物质多联供系统具有较高的环保、经济效益,在农村地区具有可行性。     

塑料催化热解制备高附加值产品的研究进展

塑料催化热解技术可定向或联产制备低碳烯烃、单环芳烃、碳纳米管（CNTs）和氢气等能源产品,其调控过程简单,且产物选择性好、附加值高,因而受到了广泛的关注。在较短的停留时间（＜1 s）和较高的反应温度（＞800℃）下,塑料热解可得到较高产率的烯烃单体,而芳烃产物的形成更依赖催化剂的酸位点和孔结构。Fe、Co、Ni基催化剂可将塑料热解产生的含碳挥发分转为CNTs和富氢气,其CNTs产率和氢转化效率可分别达到30%（质量）和90%以上。总结了塑料催化热解制备高附加值能源化工产品的研究进展,讨论总结了温度、停留时间、催化剂等因素对产物分布和品质的作用机制,并对各类产物形成机理和制备方法分别进行了回顾与展望。     

生物质热解气分级冷凝对生物油特性的影响

利用分级冷凝手段对成分复杂的生物质热解气在不同冷凝温度下的分离特性进行研究,将成分复杂的混合物依据自身露点的不同,通过控制冷凝温度,实现生物油的分组富集。对热解气在不同冷凝温度(300℃、100℃、0℃和-20℃)下生成的各级液体产物的物理特性和化学成分进行系统分析。生物质热解气经过分级冷凝处理后得到4组生物油样品,其中0℃时得到的生物油产率最大,超过液体总量的50%;其次是100℃时的冷凝产物,为分子量80~200的有机物,以杂酚类物质为主;300℃冷凝得到的产物为沥青类物质,不含水分,状似固体碳,没有流动性。分级冷凝能够很好地将水分和有机酸成分从生物油中分离出来,几乎所有的有机酸和超过80%的水分都富集在0℃和-20℃冷凝组分中。结合各组分GC-MS的分析结果,对乙酸、苯酚、愈创木酚和多环芳烃等生物油中典型有机组分的分布特性进行分析总结,得到各类物质在分级冷凝过程中的富集规律。     

纤维素快速热解反应气体的在线催化裂解

通过浸渍法制备MHZSM-5(M Fe,Zr,Co)催化剂,采用激光粒度分析仪、比表面积及孔径分析仪和X射线衍射仪(XRD)对催化剂的性质进行表征,并在立式两段加热炉上进行纤维素快速热解蒸汽的在线催化实验。对不同催化剂条件下的产物分布特性及生物油组成特性进行分析,结果表明,随着催化剂的引入,液相产率从52.06%最大下降至23.63%,气相产率从42.39%最大提高至70.84%,CoHZSM-5对于热解蒸汽的催化气化效果最为明显;纤维素快速热解生物油中以1,6-脱水-β-D-吡喃葡萄糖(左旋葡聚糖)为主,引入催化剂对纤维素热解蒸汽进行在线催化重整后,产物中芳烃类物质显著增加,以FeHZSM-5和ZrHZSM-5效果最佳;HZSM-5催化下生物油中左旋葡聚糖的含量提高至63.78%;催化后热解油中乙酸及丙酸含量均减少,但降低幅度有限。综合催化剂对产率及组分的影响效果来看,FeHZSM-5和ZrHZSM-5对纤维素快速热解蒸汽的催化调控作用较为显著。     

基于ASPEN PLUS平台的生物质氧气气化制备合成气的模拟研究

利用ASPEN PLUS软件建立了生物质氧气气化制备合成气模型,并对各种影响因素进行了深入分析,结果表明,随着O2当量比的增加,合成气的体积分数与产率均先增大后减小,且在当量比为0.16时,合成气的体积分数和产率均达到最大值,分别为97.63％和1.61 m3/kg,此φ(H2)/φ(CO)也有最大值0.98;高温和低...     

氧浓度对褐煤低温热解产物的影响

为研究不同氧浓度对褐煤低温热解提质产物的影响,在550℃温度下,进行了0~16%(每间隔2%)氧浓度下的固定床热解试验。结果表明,氧气的氧化供热作用促进气体和液态产物的生成;当氧浓度达到12%时,液态产物产量达到最大,当氧浓度过高时,液态产物发生二次反应的作用加剧,液态产物产量减小;氧浓度达到10%时,样品开始出现局部燃烧,氧气的消耗加剧,固体产物质量减少最快,气体产物质量增长最快,并且固定碳的减少使得提质后煤中灰分增加,导致热值下降,因此在有氧气氛下需降低提质温度及提质反应时间。研究同时表明,氧浓度的升高有助于脱除褐煤中大分子物质中的杂环氮,且在有氧气氛下低温热解可以有效脱除不饱和芳香结构物质。     

石灰石煅烧产物活性分析

为有效利用小颗粒（~10 mm）石灰石,采用静态煅烧的方法对粒径为0.5~10 mm的石灰石进行煅烧,分析了煅烧温度、煅烧时间、石灰石粒径对煅烧产物活性的影响。结果表明煅烧温度和煅烧时间对石灰活性都有影响,煅烧温度低、时间短,石灰石煅烧不完全,石灰活性差;煅烧温度高、时间长,石灰石又容易过烧,石灰活性依然不高,且温度越高过烧出现的越快;石灰石在950 ℃煅烧60 min得到的产物活性最佳;石灰石粒径对煅烧产物活性有影响,石灰活性并未随着石灰石粒径的增大而呈现单一趋势,大致是先增大后减小,实验中石灰活性最佳的石灰石粒径是2~3 mm。     

热解温度对污泥热解半焦产率与特性影响的研究

利用固定床反应器对3种不同来源的污泥进行热解,研究了热解终温对污泥热解半焦产率、热值和比表面积的影响。研究结果表明：随着热解终温的提高,污泥热解半焦的产率逐渐降低;随着半焦中挥发分的减少和灰分含量的增加,半焦的热值降低;半焦的比表面积呈现先增加后降低的趋势,3种污泥在热解终温分别为900,800,700℃时获得的半焦比表面积达到最大值,分别为64．88,44．26,23．75m^2／g。     

农林生物质废弃物的热重实验研究

利用TGA对甘蔗渣、花生壳、谷壳、松木屑等4种农林废弃物进行热重实验研究,并建立了生物质热解反应的表观动力学模型.实验研究发现:甘蔗渣的DTG曲线不同于其他3种生物质的DTG曲线,它呈现出两个明显的双峰形状.对于甘蔗渣,由于其DTG曲线的双失重峰,其动力学模型在低温段的反应级数为2.5,高温段则为1.5;其他3种生物质的热解动力学模型的反应级数为2.5.