磷酸丙酮法分离玉米芯三组分的研究

采用一种无机酸/有机溶剂预处理方法,将玉米芯与浓磷酸按照液固比8∶1混合,50℃分别反应0.5,1,2 h;然后用丙酮浸泡,离心提取木质素;残渣用Na2CO3中和后酶解,旨在将已破坏结构的纤维素和可溶聚合木糖降解为单糖。傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)结果显示,回收的木质素特征结构峰明显,说明该法所提木质素官能团变化较小;进一步研究发现,磷酸1 h处理得到的木质素特征谱图最清晰完整。用扫描电镜观察(SEM)玉米芯原料和预处理残渣的微观结构变化,原料呈现沿径向条状纹路,残渣放大500倍和5 000倍都观察不到任何纤维条结构。残渣中和后酶解,24 h酶解率就达到90%左右,72 h酶解率基本达到100%。降低丙酮用量并使过程可循环是工业应用的前提条件。     

不同烷基链酯类复配柴油理化特性研究

将不同烷基链长度的乙酰丙酸酯与0#柴油进行复配混合,引入Hildebrand溶解度参数验证互溶性,再对复配燃料的闭口闪点、运动黏度、冷滤点、氧化安定性等理化性质进行测试与研究。结果表明,烷基链越长的酯类与0#柴油的复配燃料越稳定;短烷基链酯与0#柴油在低温情况下复配易分层;复配燃料的低温流动性、喷射的雾化性、运输储存的安全性、氧化安定性均有较明显改善。     

生物质气化技术讲座(七)生物质气化集中供气的评价

1农村供能与用能方式的重大变革 　　随着世界经济的发展,人类对能源的需求量逐渐增加。地球上化石燃料的逐渐减少以及应用化石燃料带来的日益严峻的环境污染问题,使世界各国越来越重视可再生能源的开发及应用研究,其中生物质气化就是近年来发展较快的技术之一。 　　我国生物质资源非常丰富,每年仅秸秆产量就有 6亿 t左右,还有相当数量的薪柴及林产品加工剩余物。我国农村居民 70％的生活用能来自生物质能,利用方式主要是直接燃烧。传统炉灶热效率只有 10％～ 15％左右,近 20多年来推广的省柴灶热效率也只有 25％左右,资源浪费严重…     

生物质气化技术讲座(四)生物质气化的热利用

生物质气化技术在国内的应用,目前主要有两个方面：一是产出的可燃气用于供热;二是可燃气用来发电。本讲结合实例介绍生物质气化的热利用情况。１户用生物质气化供热装置 图１所示为生物质气化供热装置,其工作情况如下。 （１）工作过程 该装置多以树枝、废木料、锯末及农业副产物（秸秆、稻壳、果皮、柴草等）作原料,混合加入气化炉的燃料仓内,产出的可燃气经过滤后,再通过输气管道、分气箱送到炊事灶和水加热器等用气装置,以提供炒菜、做饭及室内取暖等生活用能。 （２）使用效果 该装置的气化效率为７０％左右,产出的可燃气的低…     

粗生物柴油真空精馏脱硫研究

针对采用废油脂为原料转化制备的生物柴油会含有一定量的硫化物的问题,采用真空精馏法脱除生物柴油中的硫化物,并对硫化物附存形态进行分析。结果表明：生物柴油中硫化物主要包括低沸点的硫化氢、硫醇、硫醚、硫胺素等,以及高沸点的苯并噻吩、二苯并噻吩等。采用控制精馏脱硫塔塔顶温度150 ℃、操作绝对压力300~500 Pa、回流比1的条件下,先对生物柴油中低沸点硫化物进行脱除,再将塔顶温度升至210 ℃,将中间馏分（生物柴油）从塔顶精馏出来,高沸点重馏分（生物重油、高沸点硫化物）留在塔釜底部,两步精馏切割法能将达标的生物柴油与其他馏分分离开来,可有效降低生物柴油的硫含量,脱硫率达97%,满足最新国Ⅵ柴油排放标准（GB 17930—2016）的硫含量≤10 mg/kg要求,且硫含量达标的生物柴油得率达到85%以上。     

响应面法对磁性碳基固体酸催化剂的制备工艺优化研究

为使磁性碳基固体酸催化剂具有更好的催化活性和水热稳定性,利用响应面法对其制备工艺进行优化,以催化玉米芯水解所得的木糖得率为评价指标,选取碳化温度、碳化时间、磺化温度和磺化时间4个显著影响的因素,设计四因素三水平Box-Behnken试验,考察各因素对制备催化剂的影响,并确定最优制备工艺条件。实验结果表明,建立的二次多项式数学模型显著性较高(p=0.0003),相关系数R~2=0.8839,对实验结果具有较好的预测性。在优化的基础上确定磁性固体酸催化剂的最佳制备工艺条件为:碳化温度455℃、碳化时间4.8 h、磺化温度107℃和磺化时间10.0 h。在此条件下制备的磁性固体酸催化剂催化水解玉米芯所得木糖的得率为39.35%,与模型预测值38.73%有1.60%的误差,说明用此模型来优化磁性固体酸催化剂的制备工艺是合理的。同时,将制备的磁性固体酸催化剂与SBA-15、HZSM-5、Amberlyst-15这3种常见固体酸催化剂对催化玉米芯水解的木糖得率进行比较,结果表明,磁性固体酸催化剂的活性最高,研究价值突出。通过研究,明确制备过程中各因素对磁性碳基固体酸催化剂催化活性和水热稳定性的影响情况,可为后续催化剂设计、改性、载体选择等方面提供理论依据和实验基础。     

木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展

木质纤维素类生物质是重要的可再生原料,可通过多种转化途径转化为燃料或精细化工品。木质素作为木质纤维素物质的重要成分之一,因其结构复杂,其利用一直没有得到很大突破。笔者以木质素及其模化物催化加氢脱氧制取化工品为着眼点,按催化剂种类综述了国内外木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展情况,并对其进行了分析评价,指出了木质素催化加氢脱氧的研究重点。     

Ru/CNT催化纤维二糖加氢制备山梨醇的机理及动力学

针对纤维素的转化,研究了以钌碳纳米管(Ru/CNT)为催化剂,纤维素模型分子纤维二糖催化加氢制备山梨醇的反应。通过对反应产物的分析,考察了纤维二糖转化生成山梨醇的反应机理,建立了纤维二糖催化加氢的动力学模型。并根据实验数据,拟合得到纤维二糖催化加氢反应各步的反应数率常数和表观活化能,其中,纤维二糖水解活化能为147.1 KJ·mol^-1;纤维二糖部分加氢活化能为73.8 KJ·mol^-1。纤维二糖催化加氢反应模型的建立,为纤维素资源的高效利用提供了重要的基础数据。     

木质纤维素类生物质高温液态水预处理技术

木质纤维素燃料乙醇是可再生能源的重要组成部分,其中可发酵糖的制取技术是木质纤维素乙醇化的关键技术之一。原料经过预处理后再进行酶解被认为是最有前景的糖化方式。高温液态水预处理技术与其它方法相比显示了独特的优势,如不需添加化学试剂、降解产物少等。本文在总结了高温液态水性质的基础上,对它在生物质预处理过程中各组分(半纤维素和木质素)的水解过程及机理进行了较详细的综述和分析。最后对高温液态水预处理技术在木质纤维素糖化领域中的研究和应用前景进行了展望。