玉米秸秆成型颗粒烘焙工艺优化及产品质量分析

以质量产率、能量产率、高位热值为评价指标,对热解温度、升温速率、保留时间进行正交实验,确定了玉米秸秆成型颗粒烘焙最佳工艺条件.结果表明,热解温度290℃、升温速率7.0℃/min、保留时间45 min时产品综合性能最好,热值为20.32MJ/kg,能量产率为75.37%.产品含水率、平衡含水率、吸水率、耐久性、跌落强度等质量指标分析表明,烘焙玉米秸秆成型颗粒具有优良的贮藏、运输性质.     

调理压榨后污泥用于制备衍生燃料及燃烧特性研究

文章以剩余污泥作为研究对象,研究了调理压榨后污泥制备污泥衍生燃料及其成型、燃烧特性和热值情况。结果表明:调理段添加的复合调理剂配方能实现有效调理,干基处理效率达0.008 kg/h/m2。添加木屑的污泥衍生燃料成型效果最佳,燃料成型率为88.33%,轴向抗压强度为2.06 MPa,跌落强度为57.10%。污泥衍生燃料的燃烧性能明显优于污泥单独燃烧,添加木屑和稻杆比添加甘蔗渣的燃烧过程更为稳定、均匀。添加木屑、稻杆、甘蔗渣的污泥衍生燃料低位热值分别为16513 kJ/kg、13911 kJ/kg、8840 kJ/kg,说明该工艺制得的污泥衍生燃料可作为燃料使用或焚烧处置。     

热解终温对花生壳炭化产物的影响研究

采用自制的生物质固定床热解装置研究了不同热解终温对花生壳炭化产物的影响。结果表明：随着热解终温的增加,生物炭质量和能源产率总体上呈现降低趋势,热解气产率呈现上升趋势（热值显著提高）,其中液体质量产率在550℃时达到最大值;热解终温的增加使花生壳生物炭中固定碳、灰分不断提高,C元素不断提高,H元素与O元素含量则不断降低,生物炭的化学和生物稳定性提高;生物炭的热值在500℃时达到最大值,为24.346MJ/kg。生物炭的燃烧过程包括水分蒸发、固定碳及挥发分燃烧和燃尽等3阶段,其燃烧起始时间明显晚于花生壳,不同温度制备的生物炭的综合燃烧特性指数（S）从大到小的顺序依次为：C500 > C350 > C600 > C400 > C450 > C550;热解终温为550℃时,生物炭的比表面积、微孔表面积、总孔容积和微孔容积均最大,分别为50.58m²/g、29.56m²/g、0.01543cm³/g和0.01111cm³/g,与活性炭相比仍有较大差距,需要进一步处理。     

复合成型生物炭制备工艺研究

以家具厂废弃锯木屑与竹屑的混合物为原料,研究了复合成型生物炭的制备工艺条件。结果表明,复合成型最佳炭化条件为:锯木屑∶竹屑比例为75%∶25%,最终炭化温度500℃,升温速率15℃/min,氮气为氛围气,保温时间60 min。在最优条件下制备的复合成型生物炭固定碳含量84.57%,炭得率31.27%,灰分2.78%,挥发分11.95%,热值29 991 J/g。这为农林废弃物的综合利用提供理论依据。     

复合成型生物炭制备工艺研究

以家具厂废弃锯木屑与竹屑的混合物为原料,研究了复合成型生物炭的制备工艺条件。结果表明,复合成型最佳炭化条件为:锯木屑∶竹屑比例为75%∶25%,最终炭化温度500℃,升温速率15℃/min,氮气为氛围气,保温时间60 min。在最优条件下制备的复合成型生物炭固定碳含量84.57%,炭得率31.27%,灰分2.78%,挥发分11.95%,热值29 991 J/g。这为农林废弃物的综合利用提供理论依据。     

生物质热解炭成型特性研究

通过将核桃壳热解转化为生物质热解炭并确定最佳制备温度,随后将生物质热解炭压缩成型,分析成型过程影响因素及成型品质。结果表明,600℃时产生的生物质热解炭与原料相比,挥发分含量降低70.21%,固定碳含量增加68.83%,热值达到29.16 MJ/kg;随着水分和成型压力的增加,成型炭的抗压强度先增大后减小;粘结剂种类影响成型炭的品质特性,采用复合粘结剂可保证成型炭冷热态强度,控制灰分含量;成型可改善热解炭燃烧特性,成型炭燃烧温度区间广,活性高且燃烧较为均匀,是一种更为理想的生物燃料。     

麦渣与制浆废液共混制备成型颗粒燃料及其燃烧特性分析

为研究麦渣与制浆废液共混制备的成型颗粒燃料的燃烧特性,通过热重分析法对其燃烧热力学及燃烧动力学进行了研究。结果表明：制浆废液的添加使颗粒燃料出现固定碳的二次燃烧阶段,有利于降低成型颗粒燃料的挥发分、固定碳燃烧阶段的点火温度及最大燃烧速率温度,对颗粒燃料的燃烧有正向协同作用;制备的颗粒燃料的一阶动力学模型拟合曲线的相关系数在0.95以上,颗粒燃料在挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段的活化能和指前因子均随制浆废液的添加而降低。当废液固形物质量分数为53%时制备的成型颗粒燃料,其挥发分燃烧阶段和固定碳燃烧阶段的活化能为72.85和83.52 kJ/mol,指前因子为2.82×10⁶和3.73×10⁵ min^-1。制浆废液的添加使颗粒燃料更易燃烧,且燃烧过程稳定不易爆燃。     

水热氧化预处理对棉秆成型颗粒理化性质的影响

以棉秆为研究对象,经180～280℃水热氧化预处理后热压制备成型颗粒。利用热重分析、X射线衍射(XRD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析手段,考察了水热氧化预处理温度对棉秆成型颗粒理化性能及燃烧性能的影响。结果表明:随着水热氧化温度的升高,棉秆的固相产物产率降低,半纤维素于180℃之前完全分解,无定形纤维素于200℃完全分解,结晶纤维素于260℃完全分解,水热氧化固相产物的纤维素结晶度呈现逐渐减小的趋势,而木质素相对含量增加;棉秆成型颗粒的固定碳含量、热值和能量密度增加,但燃烧性能变差。水热氧化预处理后棉秆成型颗粒的表观密度保持在1300kg/m³左右,抗压强度则随着水热氧化温度的增加而下降,其中180℃水热氧化预处理后棉秆成型颗粒的抗压强度相比原料成型燃料增加了183.33%。本研究范围内,经180℃水热氧化预处理后获得的棉杆成型颗粒的燃烧性能和物理性能最佳,其热值为17.76MJ/kg,能量密度为23.44GJ/m³,抗压强度达11.90MPa,可作为优质生物质成型燃料使用。     

十八氢二十硼酸双四甲基铵的点火与燃烧特性

为了探究新型燃料十八氢二十硼酸双四甲基铵(Me₄N)₂B₂₀H₁₈的点火和燃烧特性,通过十氢十硼酸离子氧化法成功制得了该物质,并采用氧弹量热仪测定了其燃烧热值,使用高速摄像机和红外热成像仪记录颗粒燃烧时的火焰现象以及样品的表面温度;结合其在氮气和空气中的热重试验,探讨了其热稳定性与燃烧过程机制。结果表明,十八氢二十硼酸双四甲基铵实测密度为0.96g/cm³,且具有较高的热稳定性,在氮气中加热至250℃发生裂解,在空气中到240℃时先裂解失重,温度升至300℃时发生热氧化增重;(Me₄N)₂B₂₀H₁₈的实测质量热值为55.5MJ/kg,点火燃烧性能较好,在空气中燃烧时具有绿色特征火焰,燃烧过程中样品表面温度可达1100℃。     

神东矿区选煤厂水洗矸石干选效果分析

阐述了水洗矸石再处理的必要性,从理论上提出采用干选技术回收可燃物的可行性。以神华煤制油选煤厂水洗矸石分选为例,通过分析煤矸石可选性特点及主流干选机的分选原理,显示了干选水洗煤矸石的优越性。研究表明：IDS型X射线智能分选机分选上湾选煤厂大于50 mm块矸石可以节省矸石破碎成本,ZM型复合式干选机分选小于50 mm末矸石有利于提高分选效率,有利于低热值精煤的回收。分别对补连塔选煤厂和神华煤制油公司小于50 mm水洗矸石采用ZM型复合式干选机成功进行了半工业性干选试验,补连塔煤矸石入料热值4.51 MJ/kg,精煤产率26.74%,精煤热值12.79 MJ/kg,分选后热值提高了8.28 MJ/kg;神华煤制油公司煤矸石入料平均热值为6.22 MJ/kg,精煤产率36.98%,精煤平均热值为14.60 MJ/kg,干选提高热值约8.37 MJ/kg。采用IDS型X射线智能分选机对神东上湾煤矿选煤厂50 mm以上的矸石进行了分选试验,分选密度为1.8 g/cm³时,可回收28.13%的精煤产品,煤中含矸2.43%,矸石带煤1.97%,排矸率达99.04%。     

山核桃果蓬添加量对机制炭燃烧性能影响分析

以木屑机制炭为对照,对山核桃果蓬添加量为10%、20%、30%和50%共4个添加山核桃的木屑机制炭试样的理化特征分析结果表明,山核桃果蓬添加量低于30%时,机制炭外形和理化性能较佳,其固定碳含量和燃烧热值分别高于80%和30 MJ/kg;利用TG-DTG-DSC热分析联用技术对果蓬炭燃烧性能测试结果则表明,随山核桃果蓬添加量由10%增至50%,燃烧失重开始的温度逐渐降低;燃烧速率峰值和放热曲线峰值及其相对应温度则随山核桃果蓬添加量的增加而减小和降低,分别从1.0 mg/min降至0.7 mg/min、95.12 W/g降至82.18 W/g、580 ℃降至462.5 ℃。此外,试验也证实了随着山核桃果蓬添加量的增加,机制炭着火温度、最大燃烧速率和着火后最大失重速率、及其相应温度、最大释热量等5个参数均呈逐渐变小趋势;其中木屑机制炭着火温度比50%山核桃果蓬木屑机制炭高105.6 ℃;木屑机制炭和20%山核桃果蓬木屑机制炭的可燃性指数相对较小,相应的前期燃烧反应能力相对较弱。     

Upgrading of wakefield browncoal from south Australia

A sample of Wakefield browncoal, which is of very poor quality, was subjected to various treatments to improve the calorific value and remove contaminants. The best coal product, with a calorific value of 30 MJ/kg, was obtained by hydrothermal upgrading: 91% of the combustibles present in the feedstock were concentrated in 34% of the original weight. Moreover, an amount of liquid products was generated in a yield of up to 10 wt% on dry intake. Via a Fleissner treatment ca. 70% of the inherent moisture was removed as a liquid, leaving a product whose calorific value is expected to be almost 20 MJ/kg. Via carbonization smokeless fuels can be produced with a heating value of ca. 28 MJ/kg and yields of 50–60%, depending on the temperature. From this particular browncoal, most of the silica fraction of the mineral matter was extracted by rinsing with water, thus reducing the ash content by 50% and the ash fusion temperature by almost 200°C. By combined thermal upgrading and washing, most of the contaminants, i.e., sodium and chlorine, and half of the amount of oxygen and sulphur were removed. On the basis of experiments with micro-gasification test equipment, Wakefield browncoal and its upgraded product seem attractive feedstocks for gasification from a reactivity point of view. The lowering of the ash fusion temperature as observed in washed products is important for the reduction of the reactor outlet temperature when gasifying under slagging conditions, which has a favourable effect on the thermal efficiency.     

外源添加物强化聚氯乙烯水热碳化脱氯

针对聚氯乙烯（PVC）垃圾难降解且焚烧处理会产生有毒物质造成环境污染等问题,本文提出了水热碳化技术处理的新途径。同时研究了不同外源添加物与PVC树脂协同水热碳化对提高脱氯效率的影响。结果显示生物质的添加可以促进PVC水热碳化反应中取代、消除、脱水和芳构化反应。当水稻秸秆与PVC树脂质量比为1.4、水热温度240℃、反应120min时,脱氯效率可达97.50% ± 1.40%,固相产物高位热值为39.57MJ/kg± 0.40MJ/kg,燃烧性能好。该技术为PVC垃圾转化成固体燃料、实现可持续利用提供了新思路,具有广阔的应用前景。     

高铝矾土改性对稻草热解与气化特性的影响

在固定床中研究了高铝矾土改性剂及其浓度和反应温度对稻草热解产气特性的影响,选取固定床中最佳实验条件,在流化床中研究了改性高铝矾土床料对稻草气化特性及焦油产率的影响。结果表明,不同物质改性的高铝矾土对稻草热解产气特性的影响不同,4种物质提高稻草热解产气能力的顺序为CaCl2相似文献   

山楂核制备活性炭工艺的优化

利用废弃的山楂核为原料生产木质颗粒活性炭,并对活性炭生产过程中炭化、活化及精制步骤的工艺条件进行了优化。实验结果表明在炭化过程中,采用2 h内缓慢升温至300 ℃,并维持1 h,而后在3 h内升温至600 ℃的炭化方式有利于保证炭化料的得率和强度;活化温度900～950 ℃,活化时间6 h为宜;精制过程中盐酸用量是炭质量的10%为宜。在优化条件下经过炭化和活化制成的活性炭碘值可达1 100 mg/g,亚甲基蓝吸附值可达180 mg/g,强度可达94%,能够满足一般用户的需求。产品通过酸洗和漂洗之后可使铁盐的含量由0.25%降至0.02%,灰分由6%降至2%。     

酚醛泡沫塑料的受热过程

酚醛泡沫塑料热解过程分为3个阶段,第一阶段:室温～196.4℃,失重8.939%,第二阶段:196.4～276℃,失重9.983%,第三阶段:276～619.1℃,失重66.463%。TG/DTG分析同时给出了起始分解温度、最大反应速率的温度等特征温度点。受热影像分析表明:材料在240～900℃间发生收缩变形,累积高度收缩32.420%,体积收缩约60.271%,受热过程无液相产生。在受热后,材料的氧指数随受热温度升高而下降,同一温度下随时间延长而略有降低;材料热值在室温～600℃下降一半,600～700℃迅速降至2.188 MJ/kg。     

玉米废弃油脂热裂解制备液体燃油的研究

以玉米废弃油脂为原料,进行热裂解反应并对其产物进行分析,结果表明：液体燃油产率随着裂解温度的升高而升高,当裂解温度为520℃时收率可达81.3%;裂解后含水量和黏度显著降低,含水量由1.8%降至0.5%,运动黏度由88.16 mm²/s降至7.46 mm²/s,热值有所提高,由38.6 MJ/kg升至40.6 MJ/kg,产物酸值由原料的65 mg/g升高到 144 mg/g;通过气质和红外分析表明,裂解后的液体燃油主要含羧酸和烷烃,其中羧酸含量为74%,烃类含量为21%;气相色谱分析表明,裂解产生的气体主要为碳氢化合物、CO₂和CO,可燃气体的总含量为80.78%。同时,结合分析结果,讨论了该热化学转化过程的机理。     

炭化工艺对脱水沼渣炭理化性质的影响

以一级脱水沼渣为原料,通过热重-红外联用分析其失重行为及热解气相产物的组成,采用单因素试验方法,考察炭化温度、升温速率、保温时间对沼渣炭的得率、理化性质的影响。结果表明：360～480℃区域为热解的主要阶段。随着温度的升高,炭得率、挥发分含量降低,灰分含量增加,固定碳含量在700℃最高（18.37%）;随着升温速率提高,灰分、固定碳含量提高,炭得率及挥发分含量降低;随着保温时间的延长,炭得率逐渐降低,对灰分、挥发分、固定碳影响不显著;原料及炭热值较低;重金属Cd和Pb含量低于“有机-无机复混肥料”标准限值（GB 18877—2009）;Hg和Cr含量较低,符合肥料用有害重金属元素限值标准,而有益于植物生长的元素Mn和Zn含量较高,本研究为减量化处理复杂沼渣提供了理论依据。     

污水污泥动态间壁热干燥特性及工艺

建立了序批式动态污泥间壁热干燥实验平台,并借此研究了干燥温度对干燥效率、干污泥热值、干污泥有机物含量（VS）、干燥冷凝水有机物含量（TOC）的影响;研究了水分蒸发速率与含水率的关系。结果表明：干燥温度低于160℃,水分蒸发速率较慢,干燥效率较低;干燥温度高于180℃,污泥絮体和微生物细胞发生破坏,水分存在形态发生改变,干燥效率提高较大,干污泥热值降低以及干燥冷凝水TOC浓度增加。干燥冷凝水属高浓度有机废水,须处理达标后才能排放。     

Hydrothermal dewatering of lower rank coals. 2. Effects of coal characteristics for a range of Australian and international coals

A range of lower rank coals from Australia, Indonesia, and the USA have been dried under hydrothermal dewatering conditions at 320 °C for 30 min in a 500 ml autoclave using a 1:3 dry coal/water mixture. The hydrothermally dewatered (HTD) products were characterised by elemental analysis (both organic and inorganic components), volatile matter determinations, moisture holding capacity, calorific value and mercury porosimetry. The total organic carbon (TOC) and the concentrations of inorganics in the waste waters were also determined. The coals fell into two broad groups, the lower rank Australian brown coals with gross calorific values in the range 10-16 MJ/kg (afm) and the higher rank Indonesian and US coals with gross calorific values in the range 18-25.5 MJ/kg (afm). Rank was the major factor influencing the properties of the HTD products but lithotype was also important. TOC values of the waste water from drying of the low rank Australian coals were much higher than those of the waste water from the higher rank coals. Important variations in the amount of leached calcium, magnesium, and iron were noted.