改性生物质制备复合型煤粘结剂的研究

选用陕西彬长烟煤与当地玉米秸秆为原料,用NaOH溶液改性生物质,考察碱液的浓度、反应温度、反应时间,生物质加入量对生物质粘结效果的影响;调节一定比例MgCl2,MgO固化剂量与之复合作粘合剂,并以抗压强度、跌落强度为指标对型煤成型性能进行考察．研究结果表明：改性生物质和无机固化剂复合粘结剂效果良好,生物质改性最佳条件为碱液浓度1％,反应温度80℃,反应时间2h,生物质加入量10％,固化剂加入量为4％;复合型煤成型压力25MPa．     

生物质秸秆热解反应及动力学分析

为了对生物质热解设备进行分析和计算,用热重分析仪分别对稻草和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明:稻草和玉米秸秆的热解特性基本一致,热解过程可以用同一种模型描述;随升温速率的提高,热解最高速率及其对应温度明显提高。氮气气氛下第一阶段的热解较滞后,空气气氛下DTG失重峰均有提前。并利用Coats-Redfern法计算得到了稻草和玉米秸秆在不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究生物质的实际热解过程提供了基本的理论依据。     

硫磺还原法制取氢溴酸的研究

采用硫磺还原法制取氢溴酸，实验考察了原料配比、溴滴加速率、反应时间、反应温度等因素对反应的影响，还考察了硫循环使用情况．在实验条件下，所得的氢溴酸浓度达到50％以上，氢溴酸的平均收率高达75％以上．     

脂肪酸甲酯的制备及其改性淀粉结构研究

以地沟油为原料,经过精制与甲醇酯交换反应生成脂肪酸甲酯,减压蒸馏后收率为92％,质量分数为99.97％.玉米淀粉进行非晶化处理,再加入过量的脂肪酸甲酯制备脂肪酸淀粉酯.实验考察了反应条件对淀粉羟基取代度的影响,确定适宜的反应条件为:淀粉葡萄糖单元羟基与脂肪酸甲酯的物质的量的比为1:4,以氢氧化锂为主催化剂,用量为淀粉质...     

热解条件对秸秆热解特性及生物炭产率的影响

为明确秸秆废弃物生物炭制备过程中的热解特性及其与生物炭产率之间的关联,探寻秸秆废弃物制备生物炭的最佳热解条件,以4种不同类型的秸秆废弃物为研究对象,通过热重模拟结合秸秆废弃物的组分特征,考察秸秆废弃物种类、热解终温、升温速率对秸秆废弃物热解特性及生物炭产率的影响.结果表明,4种秸秆废弃物在热解过程中其最大失重量和最大失重速率均出现在热解阶段,最大失重速率排序为:小麦秸秆＞玉米秸秆＞水稻秸秆＞芦苇秸秆,与秸秆自身的纤维素含量相关.统计分析表明,秸秆废弃物种类、升温速率、热解终温、终温保持时间对生物炭产率均有显著影响.热解终温越高、升温速率越大、保留时间越长,生物炭产率越低.热解终温、升温速率对秸秆生物炭产率的影响规律均与热重模拟实验结果相吻合.综合热解特性、生物炭产率统计分析结果及能耗,选定生物炭的最佳制备条件为以10 ℃/min的升温速率升至500 ℃,保持30 min.     

β沸石催化的酯化反应

实验考都沸石催化剂对氯乙酸与苄醇的酯化反应的催化性能，得到了良好的实验结果；考察了催化剂用量、反应物投料比、反应时间等因素对反应结果的影响：对催化剂的可循环利用性能进行了考察。实验结果表明β沸石对氯乙酸与苄醇类化合物的酯化反应具有优异的催化活性，反应收率达到73％；β沸石用量以酸质量的20％为宜，醇酸摩尔配比以1．2：1最好，反应时间可控制在200min以内；溶剂选择以苯为最佳。     

N-取代苯基四氢喹喔啉类化合物的合成工艺研究

优化N-取代苯基四氢喹喔啉类化合物的合成工艺,考察各实验条件对关键中间体2-苯基-1,2-二氢喹喔啉合成的影响。设计最新合成路线;平行实验比较碳酸钠和乙酸钠对环合反应的影响,并对实验结果进行总体分析;对碳酸钠催化环合反应进行正交实验设计,考察反应温度和溶剂对收率的影响。结果显示：碳酸钠催化环合反应的收率较高,且易于处理;正交实验结果表明,以碳酸钠为催化剂,甲醇为溶剂进行室温反应,为环合反应的最优实验方案,收率达91．43％;新合成路线的总收率达67．64％。新合成方法步骤简单,条件温和,收率较高,适用于大量制备。     

3-乙酰巯基-2-甲基丙酸的合成

以硫代乙酸、甲基丙烯酸为原料,经过加成反应、甲基环己烷重结晶得到3-乙酰巯基-2-甲基丙酸,考察了加料顺序、反应温度、反应时间及升温速率对收率的影响,并且探索了工业化生产的条件。结果表明,在氮气保护的条件下,硫代乙酸与甲基丙烯酸摩尔比为1.4∶1、反应温度为90℃时,反应产物收率可以达到99.3%。产物经核磁、质谱和红外分析证实为3-乙酰巯基-2-甲基丙酸。工业化生产时添加等摩尔的甲苯作为溶剂,可有效防止反应温度急剧升高,保证产品收率。     

间接电解氧化合成邻氯苯甲醛

采用Ｍｎ（Ⅲ）为氧化媒质，以邻氯甲苯为原料，苯做溶剂，在浓硫酸存在下，以甲丁基溴化铵为相转移催化剂，用间接电解氧化的方法合成了邻氯苯甲醛。通过正交实验考察了硫酸浓度、反应温度、反应时间、原料配比４个因素对产品收率的影响。确定最佳反应条件：硫酸浓度８．０ｍｏｌ．Ｌ＾－１，反应温度６３℃，原料配比：邻氯甲苯：「Ｍｎ＾３＋」为５：４，反应时间４ｈ，最高收率达５５％。     

生物质气催化合成甲醇的实验研究

为了探索秸秆类生物质转化为燃料甲醇的工艺条件,采用热化学方法将玉米秸秆裂解为秸秆燃气,对该燃气进行优化实验,制备出秸秆合成气.在直流流动等温积分反应器中,使用国产C301铜基催化剂,对催化合成甲醇的反应压力、反应温度、秸秆合成气组成进行优化实验研究.结果表明:合成甲醇的最佳反应温度和反应压力分别为230℃和5 MPa,秸秆合成气适宜组成为10.49%CO,8.8%CO2,40.49%H2,0.95%CnHm,37.32%N2.     

秸秆苯酚液化的工艺

在浓硫酸作催化剂的条件下,采用苯酚作液化剂将秸秆液化制备其液化产物。利用正交试验考察了液比(苯酚与秸秆质量比)、催化剂用量、反应温度和反应时间对液化反应的影响。结果表明,在液比为5∶1,反应温度为150℃,反应时间为90 min,催化剂用量为1.0 mmol/g时,残渣率为2.44%、化合酚为243.02%。通过FT-IR对液化产物的结构进行了表征,证明在液化产物中含有芳环结构。     

采用动网格技术的煤粉-玉米秸秆掺烧飞灰沉积数值模拟

为了研究煤粉和生物质掺烧形成飞灰的结渣特性,采用基于动网格技术的计算流体动力学（CFD）模型对煤粉-玉米秸秆掺烧积灰结渣实验（玉米秸秆掺比分别为0、5%和10%）进行数值模拟. 模拟过程中考虑灰渣导热系数和灰渣表面温度的变化,并将模拟结果和实验结果进行比较. 模拟结果表明：飞灰撞击质量流率随沉积进行而减小,这是因为沉积物引起的动网格变化影响探针附近流场;3种工况下飞灰在探针表面的最终沉积效率分别为75%、80%和87%,说明了玉米秸秆掺烧形成飞灰的易结渣倾向;灰渣实时形貌在动网格执行下得以实现. 在换热特性方面,灰渣表面温度和热流密度的模拟值和实验值较为接近;3种工况下0~100 min热流密度降低率分别为52.13%、46.96%和53.25%.     

生物质干法解毒铬渣的实验研究

根据含铬废渣的污染特性,利用核桃壳和紫茎泽兰秸秆作为还原剂,在600～800℃温度范围内对铬渣进行干法解毒实验。实验表明,紫茎泽兰秸秆和核桃壳对铬渣均有较好的解毒效果且在相同条件下紫茎泽兰秸秆的解毒效果优于核桃壳;而且温度、物料配比和加热时间是影响铬渣解毒效果的主要因素。最优实验条件为：以紫茎泽兰秸秆或核桃壳为还原剂,铬渣与还原剂的质量比为1∶1,加热温度为650℃,保持时间10 min。     

浒苔水热液化反应条件对实验结果的影响

以溶剂为50 mL的反应釜为容器,将浒苔与溶剂在高温高压条件下进行水热液化反应,研究各反应条件如反应时间、反应温度、液料比和溶剂中乙醇体积分数等对水热液化产物分布与生物油产物成分的影响。结果表明,反应时间45 min、反应温度300 ℃、液料比40∶4.0和溶剂中乙醇体积分数50%是较适合浒苔水热液化的反应条件,所得生物油产率为45%。另外,通过对生物油成分的GC⁃MS分析,溶剂中乙醇的添加使生物油产物中的酰胺类化合物发生醇解反应,提高了酯类化合物含量,从而使生物油的品质得到了一定程度的改善。     

CO2增采环境下X70管线钢的应力腐蚀开裂行为研究

在CO₂增采（CCS?EOR）环境下,研究了X70管线钢在不同CO₂压力下的腐蚀开裂行为及其机理。 使用高压反应釜及模拟采出水溶液,对现场环境进行了模拟;通过电化学实验,研究了X70管线钢在CCS?EOR环境下的腐蚀速率与腐蚀机理;通过慢应变速率拉伸实验,研究了模拟环境下X70管线钢的腐蚀开裂行为;通过扫描电镜,分析了不同CO₂压力下X70管线钢的腐蚀开裂机理。 结果表明,X70管线钢的腐蚀速率随着CO₂压力的增加而增加;X70管线钢表面产生的腐蚀产物膜不能保护金属基体,而且加剧局部腐蚀;在腐蚀产物膜的影响下,CO₂压力的增高使X70管线钢应力腐蚀敏感性增加,X70管线钢腐蚀开裂同时受金属表面裂纹的影响。     

不同入口流速下生物质锅炉尾部烟气凝结的数值研究

生物质燃料燃烧后所产生的烟气中含有大量的水蒸气, 在锅炉尾部添加冷凝换热器回收冷凝热可以有效提高系统热效率。选用的生物质燃料烟气中水蒸气的体积分数为27.9%, 基于Mixture模型并选用Lee模型作为冷凝传质模型对尾部烟气凝结的传热传质特性进行了数值模拟研究。假设流动为稳态, 湍流模型采用标准k－ε模型, 求解选用Simple算法, 研究了烟气侧不同入口流速下(1~4 m/s)温度场、流场及液态水体积分数的变化规律, 对翅片管换热器的表面传热系数及换热量进行了对比分析。计算结果表明, 随着入口流速的增加, 烟气出口温度逐渐升高, 壁面凝结速率不断增大, 而冷凝水量逐渐减少, 同时翅片管换热器的表面传热系数及换热量逐渐增加。     

秸秆合成气合成甲醇的催化剂优化实验研究

生物质能是一种可再生能源,为了研究秸秆类生物质(农业废弃物)转化为燃料甲醇和生物质能的有效利用,采用热化学方法在下吸式固定床气化炉中生产了低热值秸秆燃气,对该燃气进行脱硫、脱氧、焦油催化分解、纯化、配氢等优化实验,制备出秸秆合成气.在直流流动等温积分反应器中进行了催化合成甲醇的催化实验,在235℃和5 MPa条件下进行了催化剂种类及粒度对甲醇合成的影响实验.实验结果表明:合成甲醇的适宜催化剂型号为C301,最优化颗粒粒度为0.833 mm×0.351 mm.该研究为生物质(秸秆)气催化合成甲醇的深入研究提供了基础数据.     

生物质热解液化装置输料系统特性试验

输料装置是生物质热解液化工艺系统中不可或缺的设备之一;而连续稳定的输料特性是保证生物质热解液化工艺过程的关键技术.介绍了一种实验采用的生物质输料系统;并以不同粒径的锯末、稻壳、麦麸、玉米粒为生物质代表原料,实验研究了各种因素对输料量的影响规律.实验结果对实现生物质连续可靠的热解液化生产过程具有重要的参考价值.     

5,7-二羟基黄烷酮的流动氢化仪法合成

针对常规氢化反应釜合成匹诺塞林的合成工艺中容易发生过度还原生成副产物、不易控制反应的进程、重现性差、副产物难纯化分离等问题,为提高匹诺塞林合成收率,利用H-Cube TM流动氢化仪具有连续流动可实时监测从而实现高选择性、反应条件容易优化的特点,以5,7-二羟基黄酮为原料,四氢呋喃为溶剂,还原氢化得到5,7-二羟基黄烷酮.考察了反应液流速、温度、压力对反应收率的影响.结果表明,当反应温度为100℃,压力为2 000kPa,反应液流速为0.5mL/min时,5,7-二羟基黄烷酮的合成收率最高,达到96%,纯度为98.5%.影响黄烷酮合成收率因素顺序为温度>流速>压力.化合物的结构经过熔点、质谱分析法、氢-核磁共振确定,纯度经过液相色谱确证.该方法具有安全、易控制、操作简便、后处理简单等优点,更适合工业化生产.