木薯渣固定床热解制取生物油的试验研究

利用同步热分析仪考察了木薯渣的热解特性,得到木薯渣热解的主要阶段在205~480℃。利用固定床热解反应器进行了木薯渣热解制取生物油的试验研究,考察了温度、升温速率、氮气流量等条件对生物油和生物碳收率的影响,得到生物油最大收率为46%。利用GC/MS联用仪对生物油的主要成分进行分析。     

生物质热解制备高品质生物油研究进展

生物质热解制备生物油是能源富集的有效途径,是实现碳闭路循环的重要方式,作为一种环境友好型技术受到广泛关注和研究。然而,生物质热解反应过程复杂,生成的生物油热值低、含氧量高及强酸性等特点,制约了生物油的分离提纯、制备合成气以及燃烧等方面的应用,生物油品质的提升迫在眉睫。本文从生物质三组分、原料预处理、反应参数、催化剂、反应器等方面综述了影响生物油品质的主要因素,分析了生物油的特点,不同预处理下生物质特性的变化与生物油的关系,催化剂参与的热解行为对提升生物油品质的导向作用以及常用生物质热解反应器的特点,并对影响生物油品质的主要因素进行了总结。最后,针对影响制备高品质生物油的诸多因素提出建议,以期为制备高品质生物油提供参考和借鉴。     

生物质热解技术制备生物油研究现状及展望

生物质能源作为可再生能源的重要组成部分,其综合高效利用在能源替代与补充、保护生态环境等方面具有重要的战略意义。该技术很大程度上缓解当今社会的能源危机以及环境污染,是人类开发可再生资源的一种非常有效的途径。     

城市污泥厌氧发酵残渣热解制备生物炭及其氮磷吸附研究

以污泥发酵前后的残渣热解制备生物炭,考察发酵前后污泥生物炭的物理性能及其对氨氮、总磷的吸附能力。实验结果表明污泥发酵有利于生物炭孔隙结构的发展,污泥发酵后制备的生物炭(FSBC)比表面积、孔体积均高于未发酵污泥制备的生物炭(SBC)。吸附实验结果表明,对于磷酸盐的吸附,3种材料吸附能力大小为 FSBC > SBC > CAC,对于氨氮的吸附,吸附能力顺序为CAC > FSBC > SBC,污泥发酵后制备的生物炭对氨氮和总磷的吸附能力较未发酵污泥生物炭明显增强。对于实际废水中氮、磷的吸附,其去除率顺序均为CAC > FSBC > SBC,其中CAC和FSBC对总磷的去除率分别为31%和27%,对氨氮的去除率则分别为7%和4%。FSBC与CAC对总磷和氨氮的去除率相差不大。FSBC作为污泥资源化得到的低成本吸附剂,有广阔的研究前景。     

粒径对餐厨沼渣热解制备生物炭中磷和重金属的影响

以3种粒径餐厨沼渣为原料,在600℃下热解制备生物炭,研究粒径对沼渣（BR）及生物炭（BRC）中磷和重金属的影响,并采用TCLP浸出毒性和重金属潜在生态风险评估对其安全性进行系统研究。结果表明：BR及BRC中的磷主要以酸溶态磷（HCl-P）为主,残渣态磷（Res-P）次之,其余磷形态含量较低,总磷含量均呈现出随粒径增大而降低的趋势。热解促进H₂O-P、NaHCO₃-P和NaOH-P向HCl-P和Res-P转化。随着粒径的增大,BR中Cu、Zn总量增加,Cr减少,BRC中的Cr、As总量增加,Zn、Pb减少。并且BR中Cr、Zn、Pb和As中可氧化态和残渣态F3+F4随粒径增大而减少;BRC中Cr、Pb、As中F3+F4随粒径增大而减少,而Cu、Zn、Cd与之相反。TCLP浸出毒性和重金属潜在生态风险评估结果表明BR及BRC中重金属均属于低风险水平。     

杉木屑真空热解制备生物油的实验研究

以杉木屑为原料,进行了真空热解制备生物油的实验研究. 考察了体系压力、热解终温、终温保持时间及升温速率等热解参数对生物油产率、生物油组分及其相对含量的影响. 结果表明,热解终温为500℃、体系压力为20 kPa、热解终温保持时间为60 min、升温速率为60℃/min的条件有利于杉木屑真空热解制备生物油的生产,其产率达67%以上. 真空热解过程中,慢速热解可得到较高的生物油产率.     

生物质热解液化制备生物油技术研究进展

介绍了国内外生物质热解液化工艺、主要反应器及其应用现状;简述了生物质催化热解、生物质与煤共热解液化、微波生物质热解、热等离子体生物质热解几种新型热解工艺;并对目前生物质热解动力学研究进行了总结;对未来生物质热解液化技术的研究进行了展望。     

沼渣制备生物炭吸附沼液中氨氮

以生物产甲烷的副产物沼渣为原料,用5种不同的方法通过化学活化法制备生物炭,实验结果表明5种生物炭对沼液中的氨氮都有吸附效果,而氢氧化钾活化制备的生物炭(KOH-CC)对氨氮的吸附效果相对较好,吸附剂对氨氮的吸附符合准二级吸附动力学,吸附等温线表现为Langmuir型,通过拟合计算最大吸附容量能达到120 mg·g-1。对生物炭进行BET、扫描电镜及红外等表征,分析了KOH-CC生物炭吸附氨氮过程的作用机理。     

沼渣制备生物炭吸附沼液中氨氮

以生物产甲烷的副产物沼渣为原料,用5种不同的方法通过化学活化法制备生物炭,实验结果表明5种生物炭对沼液中的氨氮都有吸附效果,而氢氧化钾活化制备的生物炭（KOH-CC）对氨氮的吸附效果相对较好,吸附剂对氨氮的吸附符合准二级吸附动力学,吸附等温线表现为Langmuir型,通过拟合计算最大吸附容量能达到120 mg·g^-1。对生物炭进行BET、扫描电镜及红外等表征,分析了KOH-CC生物炭吸附氨氮过程的作用机理。     

沼渣生物炭的制备及资源化利用研究进展

沼渣是生物质经厌氧消化后产生的固体残渣,也是具有较大应用潜力的二次资源。与填埋、焚烧等传统沼渣处理工艺相比,使用热化学法处理废弃生物质沼渣可更好地实现沼渣中有机物的固定,且制备得到的沼渣生物炭结构稳定、性能优良,能被广泛应用于污染物吸附、催化降解、土壤修复等诸多领域。本文归纳总结了国内外常见的沼渣生物炭制备技术和改性方法,重点介绍了沼渣生物炭的结构、元素组成和理化性质。同时,汇总了现阶段沼渣生物炭的主要资源化应用途径,并对未来沼渣生物炭资源利用的发展方向进行了展望。     

藻渣热解特性及动力学分析

通过热重实验研究N₂气氛下升温速率对索氏提脂后的小球藻热解特性的影响,利用管式炉在N₂气氛下快速热解实验得出：在400℃时,小球藻热解转化率最高,生物油产率达57.6%,热解气为10%。采用等转化率方法FWO和KAS法对藻渣热解动力学进行分析和比较,结果表明：藻渣热解的主要热解阶段为25～800℃,可分为3个阶段,藻渣的DTG曲线存在两个失重峰,且随着升温速率提高,TG和DTG曲线都向高温区偏移,最大失重速率和残余固体质量都增加。N₂气氛条件下藻渣的主要热解阶段表观活化能和指前因子分别为228.46 kJ/mol和2.49×10²¹ min^-1,此阶段下FWO法和KAS法均能很好模拟藻渣热解数据,线性拟合相关系数(R²)均在0.96以上,最佳热解函数为dα/dT=2.49×10²¹/β exp(-228.46/(RT))(1-α)⁸。     

化学链耦合催化重整热解生物油制备合成气

生物油重整制合成气不仅能充分利用生物油中的成分,同时也展现了生物油转化为化学品的高值利用潜能。将载氧体NiFe₂O₄和Ni基催化剂耦合得到催化耦合化学链反应体系,为了比较催化剂的影响机制,分别构建了Ni/Si-NiFe和Ni/VR-NiFe催化耦合化学链反应体系,并以愈创木酚、乙酸和乙醇的纯物质及其混合液作为生物质热解液的模拟物,通过水蒸气重整实验考察了催化剂配比、反应温度、水碳比和反应时间对重整产物分布的影响。基于反应条件的筛选进一步通过寿命试验和BET、SEM表征,验证了反应体系的稳定性。最后,通过单组分及混合液体重整反应系统分析了化学链耦合催化反应体系的重整机制,为生物质热转化制备化学品提供了重要的理论支撑。     

沼渣、飞灰和污泥生物炭制备建筑陶粒

以90%(质量分数)餐厨厌氧沼渣(DR)与10%(质量分数)飞灰(FA)协同水热脱水滤饼为研究对象,将其热解制备得到的沼渣生物炭(DFC)与污泥生物炭(SSC)按比例混合造粒并经高温烧结制备高强度建筑陶粒以实现废弃物资源化利用。按国家标准GB/T 17431.1—2010进行性能检测,并解析BCR形态和潜在生态风险指标,评估其安全性。结果表明,DFC与SSC按照25%∶75%比例混合造粒,在1050℃烧结温度下制备得到的建筑陶粒各项性能指标均符合国家标准GB/T 17431.1—2010,其中抗压强度大于5.85MPa (密度等级为900级),堆积密度小于1050kg/m³,表观密度小于2000kg/m³,氯化物含量低于0.02%,硫化物和硫酸盐含量低于1%;建筑陶粒中重金属浸出毒性低于国家标准GB 5085.3—2007的阈值。BCR形态分析表明Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb的主要存在形式为稳定形式残渣态(F4)态,占比均超过70%;重金属潜在生态风险指数较低,产品安全性较高,属于轻微风险。通过经济性核算可知,每生产1t的建筑陶粒将会额...     

稻壳热解和生物油精制的研究

在一个间歇给料的流化床反应器中热解稻壳生产生物油,热解温度范围为450-650℃.在500℃,生物油的最大产量为53.8%.用色质联机研究了生物油的化学成分,确定了生物油的元素组成、密度、pH、黏度和热值.研究了生物油与柴油的乳化油的比例和理化特性,结果表明乳化方法是一种实用的生物油利用途径.     

生物热解油精制改性研究进展

综述了近年来生物热解油的精制改性技术(如催化加氢、催化裂解、添加溶剂、乳化及催化酯化等),并对其优缺点进行了分析比较.根据生物油中化学组成的特点,指出将活泼极性基团转化为较稳定的非极性基团(如将羧基转化为酯基,将醛基转化为缩醛),是生物油精制改性十分有效的方法.     

美开发生物油热解新工艺

美国农业部（USDA）农业研究服务（ARS）分部的研究人员4月18日宣布,已开发出一种新的快速热解过程,可从生物油中去除大部分的氧,而无需添加催化剂,该过程被称为尾气反应热解（TGRP）。研究团队使用三种类型的生物原料（橡木、柳枝稷和菥萁种子）进行了半工业规模研究。试验结果表明,与传统快速热解产生的生物油相比,由橡木和柳枝稷采用新过程生成的生物油的能量相对高出很多。橡树生物油的能量含量高出33．3％,柳枝稷生物油能量高出42％。     

基于生物甲烷过程系统内部循环的沼渣活性炭的制备

针对现有生物甲烷过程存在发酵速率低,副产物沼液和沼渣难以处理的问题,在对沼渣原料进行元素等分析基础上,用磷酸法活化沼渣获得活性炭,通过Raman、化学吸附仪、SEM和亚甲基蓝吸附分别对产物类型、孔结构、形貌和吸附值进行表征。结果表明,成功制备出比表面积为1 297 m~2/g,亚甲基蓝吸附值为476 mg/g的活性炭,为生物甲烷系统过程内部循环提供基础。     

稻壳快速热解制备生物油条件探索及产物分析

以稻壳为原料,通过流化床快速热解的方式制备生物油。初步考察了螺旋进料速率对流化床反应参数的影响。当进料速率由 4 kg/h 提高至 5 kg/h 时,床层温度明显下降,床层压差明显增加,燃气流量也明显增加,表明热解产物更多地发生了二次裂解反应。采用GC-MS对快速热解所得生物油的组成进行分析,采用TG-DSC考察生物油的热稳定性,表明在250~400℃ 之间,出现较强的放热现象,缩聚现象严重,并对其重要的燃料性能进行表征,pH值2.33,水分 24.0%,热值 16.3 MJ/kg,密度 1.17 g/mL,黏度 45 mm²/s(30℃)。     

CaO催化剂对松木锯末快速热解制备生物油的影响

在小型鼓泡流化床反应器中,对添加CaO催化剂的松木锯末进行了快速热解制备生物油的研究。热解蒸汽采用多级冷凝,以尽可能回收更多的液体产物,同时实现液体产物的初步切割分馏。其中第一级冷凝采用循环冷却介质进行喷淋激冷,第二、三级分别采用间壁式水冷和冰浴冷却,收集到的液体产物依次命名为生物油1、生物油2和生物油3。研究表明:加入CaO后,生物油1、 2和3中的含水率依次增加,热值依次降低;酸度明显下降,酮类和烃类增加,酚类减少。室温下放置 30 d 后,生物油中酚类含量增加(当CaO含量为 30% 时,酚类增加尤其明显,约 50%),同时酯类含量减少,水含量增加。     

重质生物油理化性质及其热解特性研究

利用核磁共振波谱仪（NMR）与气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）对重质生物油理化性质进行表征,并应用热重分析仪（ TG-DTG）与热裂解仪-气相色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS）对重质生物油热解特性进行研究。结果表明：重质生物油主要由芳香族化合物和糖类物质组成。重质生物油在N₂氛围下热解主要分为三个阶段: 室温~300℃为蒸发段,300～520℃为热解段,520～800℃为成焦段。重质生物油经不同温度热解后,产物种类有明显差异：中温段（低于500℃）热解时,产物种类随温度的升高逐渐增加;高温段（高于500℃）热解时,随着热解温度的提高,产物种类逐渐趋于稳定。