蜂蜜的热裂解产物分析

为了研究卷烟添加剂蜂蜜的热裂解产物对卷烟烟气成分的影响,应用热裂解-气相色谱/质谱（Py-GC/MS）联用技术,模拟卷烟燃烧的环境,对蜂蜜在不同裂解温度（300℃、600℃、900℃）和不同氧气浓度（大气环境、10%O2）下的裂解产物进行成分分析。结果表明,在相同裂解氛围和不同裂解温度中,高温时蜂蜜的裂解产物种类多于低温时的;在相同裂解温度和不同裂解氛围中,蜂蜜裂解产物的质量分数不同;蜂蜜在各种不同裂解条件下的主要产物是糠醛、5-甲基糠醛及5-羟甲基糠醛等醛类物质,还产生多种酮类和呋喃类等物质;蜂蜜的大部分热裂解产物是构成卷烟烟气香味的重要成分。     

裂解气相色谱-质谱法研究聚亚苯基砜的热裂解机理

在热重分析测试结果的基础上,采用裂解气相色谱-质谱联用仪(Py GC-MS)分析了聚亚苯基砜(PPSU)在500~700℃范围内不同温度下裂解形成的产物种类及其相对含量。结果发现:在500℃下,PPSU的分子链发生了裂解,不过形成的主要产物是苯酚,而不是二氧化硫。随着裂解温度升高,裂解产物种类越来越多,主要有对联苯基苯醚、二氧化硫、二苯醚、苯和对苯基苯酚等,并且二氧化硫逐渐成为相对含量最高的产物。最后根据不同温度下形成的裂解产物的种类及其相对含量推测了PPSU产生热裂解的机理。     

CO2跨临界热泵系统采暖工况下能效和经济对比分析

为提高CO₂跨临界热泵采暖系统的性能,提出了双级压缩双气冷器中间补气回热系统。结合其他3种CO₂热泵系统和R134a单级压缩回热系统,通过建立热力学模型,分析各因素对系统能效的影响。此外,通过构建综合考虑初始投资成本和年运行成本的经济性评价模型,结合典型年气象参数,研究不同城市中各系统在运行周期内的总投资情况。结果表明,CO₂热泵系统中,双级压缩双气冷器中间补气回热系统最优COP_h最高且可以超过R134a单级压缩回热系统,在环境温度为0℃、出水/回水温度为65℃/40℃时,理论性能系数（COP_h）可达2.58,比R134a系统高9.1%,比CO₂单级压缩系统高22.5%,且排气温度不超过现有压缩机排气温度极限,是能效最优系统。在选定样本城市中,热泵系统运行周期内的总投资成本在上海最低,而在沈阳最高,可见总投资成本受气候区域影响较大。由于CO₂压缩机成本过高,CO₂热泵系统的总投资成本高于R134a系统。随着CO₂热泵技术的提高和生产规模的扩大,当压缩机成本降低80%,CO₂双级压缩双气冷器中间补气回热系统的总投资成本将低于R134a系统。     

基于Py-GC/MS的玉米秸秆快速热解实验研究

以玉米秸秆为原料,利用Py-GC/MS设备在不同热解条件下进行快速热解实验,并对热解气相产物进行在线检测分析,考察了热解时间、热解温度及ZSM-5催化剂对玉米秸秆热解特性及热解产物分布的影响.实验结果表明:热解温度越高,热解反应越充分,且热解温度为550℃时对应的热解产物品质最高,其中芳香族化合物最高达28.3％;随着...     

毛竹热解制备高附加值化学品

为了实现毛竹资源的高效利用,提高毛竹热解过程中高附加值化学品的产率,利用快速热裂解-色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS）从热解温度、热解时间和预处理方式3个方面对毛竹的快速热解特性进行了研究。结果表明：温度是影响毛竹热解产物的重要因素,热解温度在350～800℃之间时,随着热解温度的提高,热解产物种类增多,各产物产率不同程度地增加,在600℃热解时,目标产物产率达到最大值;延长热解时间,产物的产率增加,但最终会趋于恒定;碱洗可以提高热解对酚类产物的选择性,而且碱性越强选择性越好,但是碱洗会使热解产物的产率降低。     

毛竹热解制备高附加值化学品

为了实现毛竹资源的高效利用,提高毛竹热解过程中高附加值化学品的产率,利用快速热裂解-色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)从热解温度、热解时间和预处理方式3个方面对毛竹的快速热解特性进行了研究。结果表明:温度是影响毛竹热解产物的重要因素,热解温度在350~800℃之间时,随着热解温度的提高,热解产物种类增多,各产物产率不同程度地增加,在600℃热解时,目标产物产率达到最大值;延长热解时间,产物的产率增加,但最终会趋于恒定;碱洗可以提高热解对酚类产物的选择性,而且碱性越强选择性越好,但是碱洗会使热解产物的产率降低。     

两种卷烟粘合剂热裂解产物研究

模拟卷烟燃烧条件,选择200℃到800℃之间的4个不同温度,在空气存在的条件下对VAE(聚醋酸乙烯)型和淀粉型的的两种卷烟粘合剂进行热裂解,热裂解产物用气相色谱-质谱联用方法检测。得出粘合剂在不同的温度下裂解产物不同;不同种类的粘合剂裂解产物不同;温度升高,能被检测的物质种类增多。在不同条件下,VAE型粘合剂的裂解产物主要以苯衍生物及多环烃(PAHs)为主;淀粉型的粘合剂裂解产物则主要以呋喃类化合物为主。     

香紫苏内酯的热裂解产物分析研究

为研究香紫苏内酯的高温裂解产物及其对卷烟抽吸品质的影响,在不同裂解氛围(空气和氮气中)和不同裂解温度(300℃、600℃和900℃)下,分别对香紫苏内酯进行热裂解。所产生热裂解产物用固相微萃取进行顶空吸附,并用气相色谱质谱联用仪进行分离和鉴定。结果表明,香紫苏内酯在不同裂解条件下的主要裂解产物是芳香族化合物、烯烃类、醛类、酯类、酮类、酚类和醚类等,这些裂解产物随裂解温度和裂解氛围的不同,其含量和种类有所差异。在相同的裂解氛围中随着裂解温度的升高,香紫苏内酯的裂解产物种类增加,含量也有所不同,说明裂解温度对裂解产物种类和含量影响很大;在300℃时,香紫苏内酯在空气氛围中和氮气氛围中分别生成20个和15个成分,在空气氛围下生成的3-甲基-2-丁烯醛、己醛、苯甲醛、辛醛、3-苯基-2-丙烯醛等物质,但在氮气氛围条件下没有生成。在不同热裂解条件下,香紫苏内酯热裂解均产生了香叶基丙酮和降龙涎香醚等香味成分,它们可提升卷烟烟气的香味品质。     

卷烟纸用阔叶木浆热解行为研究

采用热分析以及热裂解气相色谱/质谱联用仪研究了卷烟纸用阔叶木浆的热解行为。在空气氛围中,将阔叶木浆分别在350、383、440和500℃下进行热裂解,并以GC/MS对其裂解产物进行定性和半定量分析。发现阔叶木浆可裂解出3-戊烯-2-酮、糠醛、2-甲基-苯酚和壬酸等47种产物。低温（350℃）下,裂解产物组分主要为醛类和呋喃类化合物,且随着裂解温度的增加,醛类和呋喃类的相对含量逐渐下降。酮类和酸类的相对含量随裂解温度的增加呈现先增大后减小的趋势,440℃达到最大值。在此温度下,阔叶木浆的热解产物对卷烟香气是最有利的。500℃时开始出现2-甲基萘等有害物质,酚类的种类和含量均增加。致香成分的减少和有害物质的增加主要是高温纤维素芳环化的结果。     

卷烟纸用麻浆热解行为研究

采用热分析以及热裂解气相色谱/质谱联用仪研究了卷烟纸用麻浆的热解行为。在空气氛围中,将麻浆分别在350,400,466和500℃下进行热裂解,并以GC/MS对其裂解产物进行定性和半定量分析。结果发现,麻浆可裂解出3-戊烯-2-酮、糠醛、2-甲基-苯酚和庚酸等32种产物。低温(350℃)下,裂解产物组分主要为醛类和呋喃类化合物,且随着裂解温度的增加,醛类和呋喃类的相对含量逐渐下降。466℃时开始出现酚类,500℃时开始出现1-甲基萘等有害物质,酚类的种类和含量都增加了,但同样增加了酸类和醇类。致香成分的减少和有害物质的增加主要是高温纤维素芳环化的结果。     

秸秆热解-页岩灰催化裂解生产低焦油生物合成气

为从高粱秸秆生产高品质、低焦油含量生物合成气,基于其单段热解特性研究,借助两段式固定床反应器实施两段热解（热解+裂解）,同时考察页岩灰对热解挥发分的催化裂解效果。结果表明：相对单段热解,两段热解强化了水蒸气与挥发分（尤其是与热解气）的交互;提高裂解温度促进焦油裂解和重整,便利了热解气的生成,同时提高合成气（H₂+CO）的产率和H₂/CO体积比;裂解中加入页岩灰显著促进生物焦油气化,大幅降低气体产物焦油含量：裂解温度适中（约850℃）时（450℃热解）,热解气产率超过40%（质量）,焦油产率低于1.0%（质量）,合成气产量约186 ml·g^-1、体积分数高达64%,且H₂/CO比超过0.5。页岩灰便利H₂的生成,主要源于其铁组分对水气变换的催化作用。     

氯乙酸的合成工艺

实验以二氯亚砜为催化剂,同时通氯气和氧气氯化乙酸得到氯乙酸。研究了催化剂种类及用量、反应温度、氯化深度以及助催化剂用量等因素对收率的影响,结果表明该反应最优工艺条件为:反应温度在110℃;乙酸与二氯亚砜摩尔比为10:1;氯气与氧气通速比为2:1,按此工艺反应主产物含量99.5%,经处理后产率96.5%。     

温度对铬革屑热解产物及特性的影响

在热解终温为350～750℃的条件下,对铬革屑的热解产物及其特性进行研究,为其热解资源化利用提供实验支持。结果表明,550℃条件下热解液体产率最高,为46.82%。750℃条件下热解气体产率上升显著,热解气热值随温度的升高而上升。热解液体产物主要为含N类及N/O类物质。随热解温度的升高,液体产物含氧量明显降低。固体产物有机官能团迅速减少,C含量上升,同时六价铬含量迅速下降,绝大部分铬富集于热解焦。     

K和Ca元素对生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气体的影响

K、Ca元素以无机态和有机态的形式赋存于生物质内,影响着生物质热解过程中木质素、纤维素及半纤维素分子的断链及解聚过程,进而一定程度地影响着生物质热解气相产物形成与转化。热解反应过程中中间瞬态产物作为气体合成的中间产物对于热解反应最终气相产物的形成具有极为重要的研究意义。将生物质（稻壳）进行了酸洗处理,再定向负载K、Ca元素,利用Py-GC/MS在500~900℃热解温度下,对生物质原料进行了快速热解的实验研究。利用气相色谱质谱仪（GC/MS）对进样延迟时间为20 s时生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气态组分的种类及含量进行了在线半定量分析,从而进一步表征了K和Ca元素对生物质快速热解气相组分的影响以及热解反应过程中气相中间产物的形成转化机制。研究结果表明：低温条件下（≤600℃）,H-form、K-loaded和Ca-loaded生物质快速热解瞬态气体产物以CO、CO₂、CH₄为主,K与Ca元素促进了生物质热解CO与CO₂的生成。高温条件下（≥700℃）,C₃H₆成为20 s瞬态热解过程的主要气相产物,Ca元素对C₃（C₃H₆）等物质的形成具有一定的促进作用,而K元素一定程度上抑制了C₃H₆的生成。     

基于PY-GC/MS的生物质组分间相互作用的热解实验

为研究生物质三组分间热裂解过程中的相互作用,利用热裂解-气相色谱/质谱联用仪（PY-GC/MS）联用的方法,对纤维素、木聚糖（半纤维素的模化物）和木质素进行单独热裂解及两两组分混合热裂解实验。单组分实验结果表明,在热解温度600℃、热解时间10s条件下纤维素的热解产物主要以左旋葡聚糖为主,木聚糖以乙酸和糠醛为主,而木质素主要以酚类物质为主。组分混合热裂解实验结果表明,纤维素促进了木聚糖热裂解生成更多的乙酸和糠醛,而木聚糖和木质素对纤维素热解生成左旋葡聚糖具有强烈的抑制作用;纤维素和木聚糖的存在大大促进了木质素热裂解生成酚类物质,而木质素抑制了木聚糖热裂解生成乙酸和糠醛。此外,研究还发现混合组分热解的相互作用受到热解温度和停留时间的影响。     

利用固体磷酸催化热解纤维素制备左旋葡萄糖酮

以SBA-15为载体制备了固体磷酸,将其和纤维素机械混合后进行快速热解制备左旋葡萄糖酮（LGO）。通过Py-GC/MS（快速热解-气相色谱/质谱联用）实验,考察了催化热解温度、催化剂/纤维素比例对纤维素热解生成LGO以及其他产物的影响。实验结果表明,固体磷酸能够抑制纤维素热解形成左旋葡萄糖（LG）等产物,并大幅促进LGO的生成,从而高选择性地获得以LGO为主的热解产物。在热解温度为350℃以及催化剂/纤维素比例为1/1的条件下,可获得最高的LGO产率与相对含量,相对峰面积值高达68.6%。此外固体磷酸还能促进LG脱水形成LGO。     

温度梯度与产物流动对先锋褐煤热解产物分布的影响

通过两段固定床反应器分离了煤热解和二次反应过程,模拟了传统外热式固定床反应器和外热式内构件固定床反应器内挥发性热解产物流动与固相反应颗粒间的相互作用,研究了不同温度的半焦对先锋褐煤热解产物分布和品质的影响。结果表明：当半焦的温度在500～900℃时,焦油发生剧烈的二次反应,热解气收率增加,焦油收率大幅下降,H/C同时大量降低且均低于空白样,油品质下降;在100～400℃半焦作用下,焦油发生轻微的二次反应,热解气收率略微增加,焦油收率缓慢下降,但H/C均高于空白样,油品质提升。该结果验证内构件外热式固定床反应器热解产生的焦油具有更高的收率及品质。     

椰子油催化裂解制备生物燃料的研究

以椰子油为原料,通过液相裂解法和气相催化裂解法制备高品位的生物燃料。在温度450℃、进气速率30 mL/min、反应时间45 min的液相裂解条件下,椰子油液相裂解的液体产率达到最大为76.5%,但裂解液酸值较高,在100 mg/g以上。为了降低裂解液酸值,以纳基膨润土为载体,CaO作为催化剂,对液相裂解产物之一的裂解液进行气相催化裂解。研究结果表明:在温度400℃、催化剂CaO用量15%的条件下,椰子油气相催化裂解的液体产率峰值为69.5%,酸值为26.8 mg/g;在温度450℃、催化剂CaO用量30%的条件下,椰子油气相催化裂解的液体产率为64.1%,酸值为2.8 mg/g,此时酸值最低。经GC-MS分析可知,液相裂解液中主要包含烃类、酮类和酸类等组分,其质量分数分别为32.6%、24.2%和43.3%,而气相催化裂解液中烃类物质增加23.3个百分点,不利的酸、酮类物质则分别降低18.8和4.6个百分点。与椰子油相比,液相裂解的液体产物运动黏度与含氧量降低,酸值与低位热值升高;与液相裂解液相比,气相催化裂解的液体产物的酸值与含氧量降低,热值升高。经气相催化裂解得到的生物燃料和0#柴油更为接近。     

玉米秸秆棒状燃料热解过程和产物特征研究

以玉米秸秆棒状燃料为原料,在固定床反应器上探究热解温度对玉米秸秆棒状燃料热解过程和热解产品性质的影响。研究发现,随着热解温度的升高,热解气体产量增加,固体炭产量逐渐减少,生物油产量先增后减在450℃时达到最大值35.61%。对固体炭进行工业分析,发现其灰分含量较高;FT-IR分析表明:玉米秸秆棒状燃料的热解反应主要发生在650℃之前;SEM图显示断截面表现为蜂窝状的孔结构。生物油的GC-MS分析表明:在250~750℃下生物油的组成主要是呋喃、酮、醛和酚类等含氧化合物,其中酚类和呋喃类化合物是含量最多的物质;而在850~950℃下以多环芳烃类化合物为主。热解气的主要组成是CO₂、CO、CH₄和H₂,同时有少量的C₂H_n化合物,在250~450℃范围内,气体的主要组成是CO和CO₂,随着温度升高,CO、H₂、CH₄和C₂H_n逐渐增加,热解气的热值逐渐增加,在650℃下气体产品的热值已达到13.05 MJ/m³,当温度大于650℃后,热值增加速率变慢。     

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。