纤维素连续催化水解研究

以氯化铁和氯化亚铁为催化剂在流体连续流动的条件下研究了木屑在稀盐酸中的水解过程。考察了水解时间和温度,催化剂浓度和组成及液固比等对糖产率的影响。证明氧化亚 催化效果比氯化铁显著,在适当的水解条件下,木屑的转化率可达７１％以上。     

氯化钾催化纤维素热裂解动力学研究

在差示热重分析仪上对生物质中最常见的金属元素钾的氯盐对纤维素热裂解动力学的催化效果进行了研究。试验发现氯化钾的存在影响到热失重初始阶段活性纤维素的生成过程，导致了热重曲线向低温侧移动，并且提高了焦炭的产率。结合Broido-Shafizadeh模型，对纤维素热解过程的催化作用机理进行探讨，发现纯纤维素主失重阶段呈现出连续反应模式，分别对应于活性纤维素和挥发分的生成过程，并随反应温度的提高两者依次成为整体失重过程的控制因素。钾盐的参与由于强烈催化了活性纤维素的生成反应，将控制反应转移到消耗过程的一对竞争反应中，分别对应于焦炭和挥发份的生成。对比纯纤维素的失重动力学参数，氯化钾对活性纤维素消耗过程中挥发份的生成反应和炭化反应均有强烈的催化效果。     

超低浓度马来酸催化水解纤维素的机理研究

将超低浓度马来酸应用于纤维素水解研究,对间歇条件下最优工况的产物和超低浓度硫酸水解纤维素产物与前人结果进行比较,初步探讨了马来酸水解纤维素的机理。试验在高温高压反应釜中进行,液固比为20∶1,转速为500 r/min,反应压力为4 MPa,改变温度和酸浓度,多点采样,结果发现,超低马来酸催化滤纸纤维素水解产糖效果较好,糠醛类降解产物明显少于硫酸催化。推导整合马来酸催化纤维素水解的基本原理,与常规无机酸催化相比,马来酸水解可同时遵循拟糖苷酶催化与一般酸催化机理,并能通过自身特性有效抑制还原糖的降解,从而获得较高的糖收率。     

稀硫酸降解狗牙根中纤维素工艺研究

生物乙醇是生物质液体燃料的主要形式,富含纤维素的生物质原料经过降解与发酵,可以制备生物乙醇。文章以常见的植物狗牙根为原料,选用稀硫酸对其纤维素进行降解和实验分析。结果表明:1.5%的硫酸,固液比为1:10,120℃下预处理100min,还原糖得率可达14.05%。     

固体超强酸催化微晶纤维素水解制备乙酰丙酸

乙酰丙酸是一种重要的平台化合物,其应用十分广泛。研究发现,多种固体酸可以催化微晶纤维素合成乙酰丙酸,其中固体超强酸SO42-/Ti O2催化效果最佳,通过BET比表面积,XRD,NH3-TPD和元素分析等手段对催化剂性质进行了表征。该研究以SO42-/Ti O2为催化剂,考察了反应时间、反应温度、催化剂用量对乙酰丙酸收率的影响,并使用GC对反应产物进行了分析。在反应温度为210℃,反应时间为1h,SO42-/Ti O2催化剂的用量为纤维素质量的2.5%时,乙酰丙酸的收率为68.5%。     

生物质木屑热解动力学研究

在空气氛围下对生物质木屑进行热解实验研究。通过分析TG曲线和DTG曲线可知,热解过程分为3个阶段。应用Coats-Redfern积分法对生物质木屑的热解过程进行动力学分析,采用y(α)-α主曲线法选择最概然的动力学机理函数,建立热解模型,同时计算相应的活化能和指前因子。     

木屑浓硫酸水解的工艺条件研究

以木屑为研究对象,进行浓硫酸水解,得到产物单糖。整个水解工艺过程分为两个步骤,即木屑和浓硫酸的混合过程和稀释水浴加热过程,分别对两个步骤中几个影响水解的主要工艺条件进行了研究。实验结果表明:酸固比(纯硫酸和木屑的质量比)对水解的影响较大,在酸固比为2时,混合过程35℃,80%(W)硫酸,反应120min,水浴过程稀释至30%,95℃,反应45min的情况下,单糖收率可以达到90%以上。     

木屑水解残渣制燃料气研究

在常压和９７３－１１７３Ｋ下进行木屑水解残渣的水蒸气化研究。证明该过程可分为残渣的快速热解和热解生成的木焦与水蒸气反庆两个阶段，在第一阶段已可达到较高的总转化率，但只有在第二阶段才级肯人高的产气量，提高温度和延长时间有助于增加产气量，但生成气热值稍有下降，碱金属催化剂的应用对提高产气量也有一定作用。     

木屑纤维素酶水解条件的试验研究

采用正交试验法研究了稀盐酸预处理木屑的最优条件:反应温度为105℃,反应时间为3 h,用质量分数为2%的HCl预处理后,半纤维素质量分数降低了78.4%,木质素降低了29.3%.用纤维素酶水解预处理过的木屑,考察了pH值、温度、时间对酶水解率的影响,结果表明:酶解温度为50℃,pH值为4.8,纤维素酶液用量为2 ml/g,水解时间为48 h时,酶水解率达到76%,纤维素质量分数降低了65.4%.     

用木屑水解残渣制备活性碳的研究

提出了用木屑水解残渣制取活性碳的设想并加以实验。实验研究了炭化和活化过程中的诸多反应影响因素。在合适的工艺条件下（炭化温度：400℃，炭化时间：60min,活化温度800℃，活化时间：400min，以Ca(OH)2作为添加矿物质），可得到碘值高于620mg/g且得率高于25％的产品。     

松木屑水蒸气催化气化制氢及其大物料量气化动力学研究

利用松木屑在自制固定床气化系统上进行水蒸气催化气化实验研究.考察反应温度、水蒸气/生物质比(S/B)以及催化剂加入量对气体成分、产氢率和潜在产氢率的影响.结果表明:反应温度为850℃、S/B为3.27、催化剂量,木屑进料量比为2%时合成气品质较优,氢气浓度可达40.13%,产气率为0.718m3·kg-1.该文也进行大物料量松木屑催化气化等温热重实验研究,加入催化剂使木屑气化反应活化能降低,加快了反应进程.     

旧瓦楞纸箱和桉木片稀硫酸水解糖化对比研究

利用稀H2SO4对旧瓦楞纸箱(OCC)和桉木片进行水解糖化对比研究,采用正交试验法对各影响因素进行了优化,得到OCC最佳水解工艺:硫酸质量分数为4%,水解温度为180℃,水解时间为40 min,液固比为12(mL/g),还原糖得率为36.70%;桉木片最佳水解工艺:硫酸质量分数为4%,水解温度为180℃,水解时间为60 min,液固比为12(mL/g),还原糖得率为33.81%。在同等条件下,水解OCC还原糖得率明显高于以桉木片为原料进行的水解。利用傅里叶变换红外光谱对水解前后的OCC和桉木片红外结晶指数以及基团结构变化进行了分析,发现水解前后OCC在3 400 cm-1吸收峰强度以及红外结晶指数(N.O’KI)都低于水解前后桉木片,说明再生植物纤维OCC比原生植物纤维更加有利于水解,这与试验结果相一致。     

芒草稀硫酸水解工艺条件的正交实验

芒草含有80%以上的可降解的纤维素和半纤维素,仅含有19%的不被酸降解的苯环化合物,木质素,适于作为生产燃料乙醇的原料。通过对芒草稀酸水解工艺的正交实验研究,探讨了反应时间、硫酸浓度、原料与硫酸的固液比等因素对纤维素、半纤维素降解为葡萄糖、木糖及总糖含量的影响。结果表明:在121℃条件下,对于纤维素,影响葡萄糖产量的主要因素是硫酸浓度;而对于半纤维素,1.5%的硫酸就可使之降解完全;但在酸浓度较高时,会产生葡萄糖、木糖以外的杂质。     

松木屑CaO催化加压气化研究

在固定床反应器中,以水蒸气为气化介质,探讨不同Ca O添加量和压力对松木屑气化结果的影响。结果表明Ca O具有CO2吸附和催化焦油裂解双重作用。在800℃、0.5 MPa下,添加一定量Ca O,CO2浓度降幅达到50%以上,H2浓度增加到59.35%,气体热值达到12.97 MJ/m3;在900℃,Ca/C(Ca O所含Ca与松木屑所含碳的物质的量之比)为1.0时焦油有最小值,为2.43 g/m3。此外,增加反应压力,H2和CO2的浓度出现缓慢增加趋势,CO浓度减少,CH4浓度无明显变化,同时气体中焦油含量出现降低趋势,该实验中最低值可达1.99 g/m3。     

氢氧化钾催化木屑热解特性影响研究

为了考察钾盐催化剂对生物质热解特性的影响,实验以木屑为原料,采用浸渍方法加入不同质量KOH,干燥和粉碎后进行热重和热解实验。实验中使用热重分析仪对样品进行热重实验,采用Starink法进行动力学分析,使用自行搭建的固定床热解炉研究热解温度和KOH添加量对木屑热解的影响。热重结果表明,加入KOH后热解温度降低,改变了木屑热解路径,降低了热解失重速率。动力学分析结果表明,加入KOH后使木屑主要热解区间表观活化能降低。热解实验结果表明,加入KOH后,木屑热解产物中热解油产率降低,热解合成气和半焦产率增加。热解产物经分析发现,加入KOH后,热解合成气中氢气含量显著增加,热解油品质有所改善,低KOH添加量对半焦孔隙结构影响较小,高KOH添加量使半焦的孔隙更加发达。     

杨木屑热解过程及动力学研究

运用热重分析法研究了氮气下杨木屑的热解过程.在不同的升温速度(5、15、30℃/min)下,对热解TG、DTG、DSC曲线分析,得出杨木屑热解分干燥、预热解、热解和煅烧4个阶段,并且热解随着升温速度的提高出现了热滞后现象.最后通过比较1、1.5、2、3级反应动力学模型,确定1级反应为杨木屑热解的动力学模型,并求出了热解反应的活化能和频率因子.     

纤维素稀酸水解的试验研究

阐述了生物质水解的研究背景和发展现状，并在间歇反应器上，对极低浓度酸条件下纤维素的水解进行了研究。以浓度小于0．1％的H2SO4为催化剂，在215℃条件下，得到了较高的还原糖产率和纤维素转化率对于不同停留时间对反应的影响进行了研究，得出不同酸浓度下获取还原糖的最佳停留时间、利用水解生成的糖可通过后续发酵制取燃料酒精等液体燃料，有利于缓解能源危机和环境压力。     

超低马来酸水解纤维素的试验研究

以定量滤纸为纤维素模化物,在3种超低酸浓度和4种温度下进行了马来酸水解的多点取样实验,以还原糖收率为指标得到较佳工况,并进一步通过间歇实验确定酸浓度0.1%、液固比20:1、温度220℃、压力4MPa、搅拌速率500r/min、反应时间55min为较优工况,可得到还原糖收率、还原糖转化率和原料转化率分别为32%、66%和48%。硫酸水解的较佳工况比较,发现马来酸存在下还原糖降解较弱,糠醛类的相对含量比硫酸存在时减少24.57%(48.22%:72.79%)。马来酸水解纤维素产糖多为聚糖;残渣依然具有纤维素特性,但结晶度较原料降低17%,对后续的酶解及发酵有利。     

纤维素和聚丙烯共催化热解热重分析及动力学研究

在ZSM-5催化剂存在下,用热重分析法对纤维素、聚丙烯(PP)及其混合样品(1∶1)的热解行为进行研究。结果表明:纤维素和PP共催化热解可减少固体残渣的产生,提高碳原子利用率。ZSM-5催化剂可降低纤维素和PP的热解温度。动力学分析结果表明,纤维素和PP共催化热解可用一级反应模型处理,其反应表观活化能降低44.4%~56.1%,PP的加入可提高纤维素的催化热解效率,固体残余减少66.4%。