富氮生物油理化性质表征及其热解特性研究

利用松木生物油和尿素制备了富氮生物油,对富氮生物油的主要物理性质进行了测定,利用气质联用仪对其化学组成进行了分析,借助热重红外仪重点分析了富氮生物油的热分解特性以及主要热解产物的释放规律,并与生物油的热解特性进行了比较。理化分析表明,由于富氮生物油制备过程中发生的聚合反应使其中的小分子有机化合物含量减少,运动粘度增大。富氮生物油热解经历轻质组分的挥发和重质组分的解聚或缩聚两个失重阶段,富氮生物油中重质组分含量的增加导致其最终的热解残渣量增加。热解产物的红外光谱分析表明,富氮生物油热解过程中释放出NH3,有利于富氮生物油的再燃脱硝。     

铁基载氧体的污泥化学链气化过程中氮迁移热力学模拟与实验研究

基于吉布斯自由能最小化原理,采用HSC Chemistry 6.0软件,对污泥化学链气化过程中NO_x前驱物（NH₃和HCN）与Fe₂O₃载氧体的氧化还原行为进行了热力学模拟。基于污泥热解实验中NO_x前驱物的含量,计算载氧体与污泥的摩尔比（OC/SS）对NH₃、HCN以及NH₃和HCN混合气氧化过程的影响。热力学模拟结果表明：Fe₂O₃能显著促进NO_x前驱物的氧化和裂解,主要生成N₂,几乎无NO_x生成;当NH₃、HCN以及混合气（NH₃和HCN）分别作为还原剂时,其最优OC/SS分别为0.02、0.04和0.05;由于HCN还原性强于NH₃,其氧化速率较快。基于Fe₂O₃/Al₂O₃混合物（FeAl）载氧体,实验对比了污泥化学链气化与污泥热解过程中NO_x前驱物的释放特性,发现Fe₂O₃能显著降低烟气中NO_x前驱物的产率,NH₃和HCN产率分别下降32%和62%。实验结果与热力学模拟结果一致。     

生物质气化制备合成天然气技术的研究进展

生物质合成天然气（Bio-SNG）是一种可再生的绿色燃气,可混入现有天然气管网运输使用,也可用作车用燃料,其制备技术被认为是“第二代生物燃料”技术。本文对生物质气化合成天然气的主要技术工艺进行分析与总结,介绍了目前国内外发展现况,着重对已进行中试规模验证的技术工艺流程进行详细介绍。但目前该技术仍处于刚刚起步阶段,我国目前尚没有生物质气化合成制备Bio-SNG的报道,发展适合制备Bio-SNG的生物质气化、净化技术、尤其是开发可经受多种杂质成分的甲烷化催化剂及工艺技术仍是今后的重要研究方向,仍需要长期的探索和验证。     

NiFe2O4为载氧体的生物质半焦化学链燃烧热力学模拟研究

本文建立了以铁酸镍（NiFe2O4）为载氧体的生物质半焦化学链燃烧模型,利用HSC Chemistry 5.0软件对生物质半焦和NiFe2O4载氧体之间的化学链燃烧反应进行了热力学计算,模拟载氧体被半焦还原以及载氧体被空气氧化两个步骤的氧化还原过程,得到燃料反应器的优化操作参数为：载氧体和生物质半焦的摩尔比（O/BC）为1.5,燃料反应器的温度为800℃。热力学分析显示,NiFe2O4在化学链燃烧反应中是按照NiFe2O4→Ni-Fe2O3→ Ni-Fe3O4→Ni-FeO→Ni-Fe的顺序逐级被还原的。氧化过程的模拟说明,在空气气氛中,失去的晶格氧可以恢复到初始的程度,而实验手段得到的氧化产物的X射线衍射图则证明,通过氧化,被还原的载氧体可以大部分恢复到NiFe2O4尖晶石结构。     

烘焙预处理对高含氮木质废弃物气流床气化特性与含氮污染物分布的影响研究

在螺旋热解反应器上进行不同温度和停留时间下高含氮木废弃物的烘焙预处理,将烘焙后的固体产物进行气流床气化,考察烘焙对高含氮木质废弃物气流床气化特性与含氮污染物分布的影响,结果表明:烘焙预处理可提高气化产气的H_2/CO值与产气热值,降低碳转化率;烘焙后气流床气化产物含氮污染物浓度与直接气化有明显区别,其中NH_3与HCN的浓度均明显低于未烘焙气化,NH_3浓度由未烘焙时的708mg/m~3降至348mg/m~3,HCN浓度降低了27%。在较高的烘焙温度和较长的烘焙停留时间条件下,NH_3与HCN的浓度有所增大,但仍低于未烘焙气化。     

生物质定向快速热解制备左旋葡聚糖和芳烃的研究进展

木质纤维素快速热解转化为高价值的左旋葡聚糖和芳烃是国内外的研究热点之一。目标产物的选择性低是限制其工艺发展的关键问题。本文介绍了木质纤维素的组分,并讨论了其组分对热解产物的影响,提出预处理-催化热解的生物质炼制技术,可实现快速热解产物的灵活可调,定向转化为左旋葡聚糖和芳烃。     

双气头多联产系统的Aspen Plus实现及工艺过程优化(Ⅰ) 模拟流程的建立及验证

通过流程模拟对煤基多联产系统进行过程优化是一种低成本、高效率的研究方法。通过稳态流程模拟软件Aspen Plus建立了二甲醚和电力为主要目标产品并副产甲醇的煤基多联产系统流程。采用气化煤气与焦炉煤气混合气作为气头,以达到利用焦炉煤气中高浓度甲烷、下一步工艺调整氢碳比并实现温室气体减排的目的。模拟流程中包括了空分、煤气化及净化、CH4/CO2重整、产品合成、燃气轮机联合循环发电等多联产系统中的5个主要工艺单元,涉及化学反应的CH4/CO2重整单元和二甲醚合成单元通过嵌入包含特定反应动力学参数的动力学子程序进行模拟。多联产系统综合考虑了化学反应的动力学和热力学,系统总体及各工艺单元物料、能量衡算一致,各个单元模拟数据与文献实验数据吻合。在建立流程的基础上,计算比较了热值加和效率与当量发电效率,发现考虑能量品质的当量发电效率更适合联产液体燃料和电能的多联产系统的评价。     

熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气调质与污染物脱除特性研究

在生物质气流床（5 kg/h）气化和熔融盐调质净化装置上,进行了熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气的调质与污染物脱除实验,考察了不同熔融盐温度、不同静液高度对出口气体调质和含N、S、Cl污染物脱除特性的影响。结果表明：经过熔融盐调质后,产气中CO与CO2浓度下降,H2浓度明显上升。当温度从380℃升高至580℃时,H2/CO值提高至7.3。随着静液高度的提高,出口气体中CO2与CO浓度下降,H2浓度由30.1%提高至36.8%;熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气中含N、S、Cl污染物有较明显的脱除效果,H2S、SO2、HCl与含氮污染物中的HCN与NOx已完全脱除,当温度为580℃、静液高度为67.5 mm时,NH3脱除率达到96%。     

富钙生物油的脱硫性能研究

利用自制热重装置分别考察了富钙生物油与传统钙基脱硫剂的性能和温度、CO2,SO2浓度对富钙生物油煅烧产物脱硫性能的影响。试验结果表明,富钙生物油的脱硫速率优于氢氧化钙和乙酸钙。在SO2体积分数低于0.4%时,富钙生物油的脱硫速率在整个脱硫过程中变化很小,由此推断在脱硫过程中其表面以及孔道不会被CaSO4堵塞,整个反应受SO2在其表面的扩散控制。温度对富钙生物油的脱硫性能影响显著,经900℃煅烧,富钙生物油生成的煅烧产物CaCO3/CaO在800～850℃条件下获得最大脱硫速率;CO2的浓度对其脱硫速率无显著影响。烟气中SO2体积分数高于0.4%时,提高SO2浓度会导致富钙生物油脱硫速率增加值显著下降。     

碳基固体酸催化纤维素热解制备左旋葡聚糖和左旋葡萄糖酮

将纤维素快速热解转化为高价值的左旋葡聚糖和左旋葡萄糖酮是国内外研究热点之一。通过制备及表征碳基固体酸,并优化纤维素催化热解的实验条件,在350℃下,Fe₃O₄/C₇₀₀-H₃PO₄与纤维素以1∶3的比例混合,可以显著提高热解过程中左旋葡聚糖[40.7%（质量）]和左旋葡萄糖酮[13.5%（质量）]的产率,分别比纯纤维素热解提高了2倍和22倍。该研究对纤维素的定向高值化转化具有指导意义。