放电等离子体转化秸秆制取单糖温度效应对产率的影响

对比秸秆的热分解和放电等离子体转化法,对其转化的温度效应及对糖产率的影响进行了分析.结果表明负载秸秆放电时接地电极和高压电极的最终温度均高于空载放电时温度;秸秆的等离子体转化在室温条件下可以进行,在低于80℃时随着反应温度的升高糖产率增加,80℃时加湿秸秆,反应90 min糖产率高达50%.单位质量秸秆在放电转化中释放的热量为5.826×103J/g,秸秆初期反应需要能量活化,加湿秸秆在放电条件下的初期活化对提高糖产率十分有利;放电产生的等离子体及活性粒子对秸秆转化制取单糖具有重要的作用.     

射频放电等离子体反应合成氨

选择N2和H2为原料,在低气压(≤0.1 MPa)、13.56 MHz的射频放电条件下研究了反应器结构形式、激发电压、放电面积、N2/H2配比和气体总流量对射频等离子体氨合成反应的影响.在最佳反应条件下,反应后氨的体积分数可达1.2%.     

微流注放电等离子体引发秸秆纤维与甲基丙烯酸甲酯接枝聚合

以玉米秸秆为原料,在微流注放电产生的等离子体条件下引发秸秆纤维素与甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝聚合反应,利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、差热分析(DTA)和X射线衍射(XRD)对产物进行分析,并考察放电电压、放电间隙、放电时间、接枝温度、接枝时间和单体浓度对接枝率的影响。结果表明:在放电气体N_2流量0.5 L/min,放电电压2.7 kV,气压90 kPa,放电间隙1.66 mm,放电时间180 s,单体在乙醇溶液中的体积百分率为62.5%,接枝聚合温度50℃,反应2 h,接枝率为35.2%     

绿色友好条件下微流注放电固态玉米秸秆制糖技术研究

提供了一种可再生资源玉米秸秆粉转化制糖的新技术.固态玉米秸秆粉在微流注放电等离子体环境友好条件下,不经任何预处理和添加其他助剂,无氧化、无燃烧地降解为糖,在70℃、90 kPa、无任何催化剂条件下,放电电压2.5 kV,保护气、放电气体N2流量为0.3 L/min,输入能量(SIE)为25.26 kJ/g,放电功率为160 W,放电反应180 min后秸秆转化率为68.32%,选择性38.59%,糖产率26.36%,产糖速率3023.88μg/min.分析了反应机理和放电过程中产生的强酸性、清洁、环保、高效的酸催化剂层,提出了酸催化绿色化学法,直接用于固态物质的等离子体化学反应.     

电晕放电等离子体性质研究

综述了国内外电晕放电理论研究成果,利用实验装置观察不同参数下的电晕放电,实验结果验证了电晕放电理论。     

改性玉米秸秆在污水处理中的应用

综述了玉米秸秆吸附材料在去除废水污染物方面的研究进展,对比了物理改性、生物改性和化学改性的优缺点,并就改性玉米秸秆在不同条件下对水中抗生素、染料、重金属、油类污染物和一些无机污染物等去除效率进行了总结分析,对改性秸秆在不同条件下对污染物的吸附效率等进行了汇总分析,综述了改性玉米秸秆在去除污染物方面的应用和作用机理,并指出了其在实际废水处理中可能存在的问题以及秸秆吸附剂的未来研究方向与热点。     

等离子体射流裂解甲烷制乙炔的数值模拟

针对漏斗形射流反应器中热等离子体法裂解天然气制乙炔的过程进行研究.采用k-ε双方程模型对体系中的传递过程进行模拟,并通过甲烷裂解系列反应的宏观动力学模型对反应过程进行耦合.运用CFD方法进行数值求解,得到了反应器内的速度场、浓度场、温度场和反应速率分布.研究结果表明, 漏斗形结构有利于反应器中温度和浓度的良好混合,使得甲烷充分反应;甲烷与乙烯的裂解反应主要沿温度混合面进行,炭黑浓度则沿反应器轴向逐渐增多.对应于本反应器,在等离子体发生器功率为100 kW,甲烷体积流量为10 m³·h^-1时,甲烷转化率和乙炔收率同时达到最大.模拟结果与实验数据吻合较好,验证了模型与模拟结果的合理性.     

玉米秸秆改性及其在化学分离富集中的应用

本文从化学分离富集的角度,综述了化学法(微波辅助ZnCl2法、碱改性法、氧体系法、化学接枝法)、生物法、改性活性炭法,对玉米秸秆改性及其应用.并对今后玉米秸秆精细化处理、利用进行了展望.     

煤等离子体裂解制乙炔的研究

煤在等离子体中裂解可得到以乙炔为主要成分的裂解气。本文介绍了该工艺的原理、反应器结构、主要影响因素和工艺开发中的若干问题等。到目前为止已投入运转的最大反应器，其功率已达１．２５ＭＷ，加煤量４５０ｋｇ／ｈ以上。以碳计算的乙炔转化率约３０％～４０％，个别数据更高；最低能耗为９～１０ｋＷｈ／ｋｇ乙炔。     

溶液中辉光放电等离子体化学反应研究

分析了溶液中辉光放电等离子体过程中水分子在等离子体层、等离子体-溶液界面和主体溶液中的反应历程;介绍了水溶液体系中辉光放电等离子体电解引发的等离子体合成反应和高级氧化反应;对有机溶剂体系中的辉光放电等离子体电解反应进行了介绍.实验表明甲醇溶液辉光放电等离子体电解主要产物是氢气,还有少量一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、1,3,5-三(口恶)烷和水等,气相产物中氢气摩尔分数在86%以上.根据甲醇溶液中GDE过程中得到的产物分析,提出了甲醇分解的可能反应历程.     

玉米秆热解的最概然机理

引言我国秸秆原料年产能约为7亿吨,约合3.5亿吨标准煤,包括玉米秆、麦秆和稻草等[1]。秸秆的可再生性、零CO2排放和短生长周期等优势,使其成为生物质利用的重要对象之一[2]。由于成本相对低廉,热化学转换在秸秆利用中占据重要地     

玉米秸秆增强废胶粉复合材料的制备及界面改性

采用共混法制备了玉米秸秆/废胶粉复合材料,并以4种不同偶联剂(硅烷偶联剂KH 550、KH 590、Si 69和钛酸酯偶联剂HY 101)分别对复合材料进行界面改性,探讨了玉米秸秆的增强及偶联剂改性对复合材料力学性能、界面形貌和组成结构及热稳定性的影响.结果表明,玉米秸秆的加入可有效提高复合材料的力学性能.偶联剂改性处...     

烟气烘焙对玉米秆可磨性的影响规律研究

可磨性是生物质在现有燃煤机组规模化燃烧利用中必须考虑的问题之一。本文基于固定床反应器对玉米秆进行烘焙预处理,针对生物质单烧和与煤混烧两种技术路线,利用臼式研磨仪、全自动粒径筛分仪、纤维素分析仪和傅里叶红外光谱,研究了不同烘焙气氛、温度对燃料可磨性的影响。结果表明,相比于氮气,烟气能够在更低的烘焙温度下使玉米秆可磨性提升至接近于典型动力用煤,主要是由于烟气中的氧化性组分促进了纤维素、半纤维素的分解。当共磨时,煤颗粒表现出助磨的作用提升了玉米秆的可磨性,在较高温度或烟气烘焙条件下,混样的可磨性近似甚至优于煤。     

离子液体[BMIM]Cl处理汽爆活化玉米秸秆及酶解

为了提高玉米秸秆酶解还原糖产率,利用蒸汽爆破法活化玉米秸秆原料,并利用离子液体[BMIM]Cl进行处理,考察了汽爆压力和维压时间对处理后物料酶解还原糖产率的影响。结果表明,汽爆压力2.6 MPa,维压时间90 s下汽爆活化秸秆原料,[BMIM]Cl处理后,酶解24 h后还原糖产率较汽爆活化后物料提高了84.03%,较原料提高了286.83%。秸秆化学组分分析表明,[BMIM]Cl处理后物料纤维素质量分数增加了64.86%,X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析表明,其晶形结构转变为无定形结构,更有利于纤维素酶与底物作用。说明汽爆活化[BMIM]Cl处理能显著提高玉米秸秆的酶解还原糖产率。     

Preparation of high-strength lightweight alumina with plant-derived pore using corn stalk as pore-forming agent

To improve the mechanical and thermal insulation properties of lightweight alumina, which was prepared by using pore-forming agent from biological sources, the silica sol-infiltrated corn stalk was utilized. Spring back and hygroscopicity of corn stalk powder as well as cold compressive strength, thermal conductivity, microstructure, and pore size distribution of lightweight alumina were characterized. The results indicate that impregnation of silica sol leads to different degrees of decrease in spring back height due to achieving better mesh by silica gel between the corn stalk powders, and then improves the formability, although at the same time the large number of hydrophilic groups results in an increase in hygroscopicity. Furthermore, sol impregnated pore-forming agent optimizes the microstructure of the lightweight alumina pores. Lightweight alumina with a cold compressive strength up to 48.64 MPa was produced, and with the silica sol concentration of 3 wt%, lower thermal conductivity values at all test temperatures were obtained. Hence, the use of corn stalk impregnated with the appropriate concentration of silica sol as pore-forming agent could enhance the mechanical and thermal insulation properties of lightweight alumina for the spheroidization of pore shape, randomization of pore distribution as well as miniaturization of pore size.     

基于改性玉米秸秆纤维固定色氨酸合成酶基因工程菌合成L-2-甲基-色氨酸

摘要：利用固定化色氨酸合成酶细胞合成L-2-甲基-色氨酸。采用戊二醛作为交联剂、海藻酸钠作为包埋剂和改性玉米秸秆纤维作为填充剂固定色氨酸合成酶基因工程菌,探究并建立最优固定因素水平条件,提高该固定化菌的酶活力以及其稳定性,响应面法优化固定化色氨酸合成酶基因工程菌合成L-2-甲基-色氨酸。研究结果表明,底物L-丝氨酸浓度为10 g/L,温度为35℃,pH为8.0,L-2-甲基-色氨酸合成量达到5.3 g/L,底物L-丝氨酸转化率为41.6%,产物L-2-甲基-色氨酸收率为25.3%,固定化色氨酸合成酶基因工程菌可连续使用12批次。     

Superlocal chemical reaction equilibrium in low temperature plasma

Low temperature plasmas (LTP) are a unique class of open-driven systems in which chemical reactions are unpredictable using established concepts. The terminal state of chemical reactions in LTP, termed the superlocal equilibrium state, is hypothesized to be defined by a proposed set of state variables. Using a LTP reactor wherein the state variables have been measured, it is shown that CO₂ spontaneously splits and the effluent speciation is independent of the influent speciation if the state variables are held constant and the residence time is long. CO₂ conversion at long residence times, which is expected to be nominally zero from equilibrium thermodynamics, can be as high as 70% in the LTP. The employed low pressure plasma reactor (P = 10 mbar) had a similar volume, productivity, and energy efficiency compared to an atmospheric pressure dielectric barrier discharge reactor, thanks to reaction rates that were three orders of magnitude faster.     

玉米秸秆衍生碳基固体酸的制备及其催化纤维素水解糖化

以玉米秸秆为原料,通过碳化-磺化法制备了碳基固体酸（CSA）,采用XRD、FTIR、XPS、SEM、阳离子交换与返滴定法等手段对其结构形貌进行表征,并考察了制备条件对固体酸表面活性基团含量与催化活性的影响。以NaOH/尿素冻融预处理后的纤维素为底物,研究了CSA催化纤维素水解糖化的效果与条件。结果表明：NaOH/尿素冻融预处理能够有效辅助固体酸催化纤维素水解,在350℃碳化2h、100℃磺化5h条件下制备的CSA催化性能最好,其酸量达3.94mmol/g,其中磺酸基、羧基、酚羟基含量分别为1.09mmol/g、1.36mmol/g、1.49mmol/g。在m(CSA)∶m(纤维素)=3∶1、水解温度200℃、水解时间为0.5h的条件下,纤维素水解还原糖得率与转化率分别为47.1%和63%。CSA循环利用3次催化活性下降不大。本研究可为废弃生物质原料制备的固体酸催化纤维素水解转化利用提供科学参考。     

磷酸二氢铵对玉米秆烘焙及固定床燃烧颗粒物排放特性的影响

使用立式管式炉反应器并结合低压撞击器颗粒物采集装置研究了玉米秆掺混磷酸二氢铵（NH₄H₂PO₄）烘焙对烘焙产物理化性质及固定床中燃烧颗粒物排放的影响。结果表明,玉米秆单独烘焙可有效提升生物质品质,但也提升了颗粒物排放。300℃烘焙时,PM₁、PM_1-2.5和PM_2.5-10分别增排76.5%、194.8%和170.2%。在烘焙过程掺混NH₄H₂PO₄可进一步提质,使得固体产物灰分有不同程度的增加,显著降低固体产物的O/C比,并提高样品的无灰基热值。此外,研究发现掺混NH₄H₂PO₄可显著提高烘焙过程Cl的释放率并降低固体产物中Cl的含量,有利于降低后续燃烧PM₁的排放。在掺混比例P/K摩尔比为1时减排效果最佳,此时PM₁相比无掺混时减排28.8%。结果表明在生物质烘焙过程引入NH₄H₂PO₄可以促进Cl的脱除并减少后续燃烧过程细颗粒物的排放,是一种有前景的生物质预处理手段。     

重金属镉污染水体的吸附修复研究

研究了玉米秸秆的用量、时间、溶液pH、初始镉质量浓度对玉米秸秆吸附性能的影响。结果表明:在镉的初始质量浓度小于 20mg/L时,处理 24h去除率最高;而当初始质量浓度达到 50mg/L,则在本研究设置的时间处理中没有发现差异。pH是影响吸附的重要因素,在pH=4~6的弱酸性条件下吸附效果较好。所用玉米秸秆质量与重金属的去除效率直接相关。