湿牛粪催化热解制取富氢气体

以SiO_2、CaO、牛粪灰以及K_2CO_3为催化剂,对湿牛粪进行热解气化制富氢气体的试验研究。结果表明,各催化剂对牛粪热裂解反应催化作用的强弱顺序依次为K_2CO_3牛粪灰CaOSiO_2。在催化反应过程中,SiO_2的催化方向是牛粪热解液化产焦油方向而非热解气化产热解气方向,CaO对牛粪热解产焦油和产热解气均具有较好的催化作用,牛粪灰的催化作用主要表现在焦炭与水蒸气的蒸汽重整反应上,而K_2CO_3主要表现在焦油的二次裂解与蒸汽重整反应上。从经济成本与催化效果角度综合考量,牛粪灰催化湿牛粪热解制取富氢气体具有良好的实际应用价值。     

煤与稻草共热解特性研究

用热重法研究不同煤化程度煤与稻草共热解特性.结果表明：煤与稻草共热解的TG曲线随稻草掺混比例的增加向低温区移动,趋近稻草单独热解的TG曲线;DTG曲线主要热解阶段的两个区间曲线和特征参数分别与稻草、煤单独热解的相似.通过对热解特征参数实际值和理论值的对比,稻草对共热解过程有一定的促进作用,而煤对共热解过程则没有表现出明显作用.     

污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气

采用固定床反应器,进行了污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气的研究。考察了反应温度、固相停留时间、水蒸气流量及催化剂对气化效果及气体产物组成的影响。结果表明:随着反应温度的升高,气体产率由0.096 7 m3/kg逐渐增加到0.460 0 m3/kg,燃气中H2含量由17.87%逐渐增加到52.44%;在最佳固相停留时间为15min时,气体产率达到0.540 m3/kg;最佳水蒸气流量为1.19 g/min,此时产气量达到最大值0.61 m3/kg,H2含量为64.7%;添加催化剂有利于气体中H2含量的提高。     

生物质二级固定床催化热解制取富氢燃气

针对二级固定床反应器(第一级是热解反应器,第二级是催化反应器),以制取富氢燃气为目标,分别采用稻壳、秸秆、锯末为原料,重点考察了固定床催化反应器在不同反应条件下对产气量、产氢率和焦油含量的影响.与一级热解反应相比,在催化反应器温度为750℃时,稻壳热解的产气量提高了22%,氢气的体积含量提高了50.3%;通过使用煅烧白云石和镍基催化剂,稻壳热解的产气量提高了36.6%,氢气的体积含量提高了76.2%.催化反应器温度为815℃时,秸秆和锯末的热解实验结果与温度为750℃时具有相同的趋势,且催化固定床能够有效降低燃气中焦油的含量,可降至原来含量的1%.催化剂负载量和燃气空速对产气量和氢气浓度都有影响.催化剂负载量为生物质送料量的30%、燃气空速为0.9×104h-1时,实验结果相当满意.     

超微玉米秸秆光合产氢响应面法优化研究

为了优化超微生物质秸秆产氢工艺,提高产氢能力,对影响超微生物质秸秆光合产氢的主要因素进行正交试验研究,获得温度、光照、底物浓度、接种量四因素与产氢量的数学模型,并进行两因素的交互效应分析,发现各因素的边际产量均减小,温度对边际产量的影响最大,温度越大,边际产量越低;在交互作用中,温度、光照的交互作用最大,其次是温度和底物浓度;采用Matlab软件编程计算得出产氢量最高时各因素最优组合为温度33℃,光照强度3500lx,接种量25%,底物浓度55g/L。     

稻草发酵产氢潜力的研究

以稻草为发酵原料 ,控制发酵料液pH值在 5 0左右 ,采用批量发酵工艺 ,进行了厌氧发酵产氢的研究。实验结果表明 ,稻草的产氢潜力为 5 3.5mL/g·TS和 6 3.6 5mL/g·VS。     

基于等转化率法的牛粪热解动力学特性研究

基于牛粪的热重实验数据,采用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa法两种等转化率法,对牛粪的热解过程、不同热解阶段的动力学参数反应活化能的分布及变化规律进行研究。结果表明:牛粪的热解过程是一个极其复杂的多步反应过程,其中可溶性提取物、半纤维素、纤维素和木质素4大组分呈现各自的热分解主导区;随着热解温度的逐渐升高,牛粪内各组分从较短链的低聚合物到长链高聚合物逐渐异化、分解,转化为小分子的挥发分和固定碳,相应活化能E逐渐增大。     

基于响应曲面法的厨余发酵产氢条件优化研究

利用响应曲面法优化厨余发酵产氢条件。以初始pH、物料比和碳氮比为自变量,培养7天的产氢量为因变量,采用Box-Behnken(BB)设计,研究各自变量及其交互作用对厨余发酵产氢效果的影响。以模拟得到的二次多项式回归方程的预测模型为基础,得到物料比为10%、50%和90%,最佳反应条件下的产氢量(VS)分别为35.49,49.12,48.39 ml/g,远高于单因素实验的最高值34.21,46.36,45.21 ml/g,试验结果为厨余发酵产氢技术应用提供了技术参数。     

牛粪、鸡粪发酵产氢潜力的研究

采用恒温厌氧发酵工艺,用乳酸调控发酵pH值,进行了牛粪和鸡粪发酵产氢的实验研究。实验结果表明,pH为4.7～5.5时,牛粪的产氢潜力为32.33ml/g(TS)和41.39ml/g(VS);鸡粪的产氢潜力为33.58ml/g(TS)和50.88ml/g(VS)。     

牛粪、鸡粪发醇产氢潜力的研究

采用恒温厌氧发酵工艺,用乳酸调控发酵pH值,进行了牛粪和鸡粪发酵产氢的实验研究。实验结果表明,pH为4．7～5．5时,牛粪的产氢潜力为32.33ml／g(TS)和41.39ml／g(VS);鸡粪的产氢潜力为33．58ml／g(TS)和50．88ml／g(VS)。     

生物质气化制取富氢燃气的实验研究

将生物质气化过程和催化裂解过程融合于一体,在下吸式气化炉中对生物质气化制取富氢燃气的特性进行了一系列实验研究,考察了一些主要参数变量,如温度(700～900℃)、水蒸气/生物质比(0～2.67)、生物质粒径(<1mm)以及白云石等对气化结果的影响。在实验研究的条件范围内,生物质产气中氢含量最大为52.47%,产氢率在0.12～0.90m~3/kg范围内变化,产气率在0.59～1.72m~3/kg范围内变化,产气低位热值在8795～21113 kJ/m~3范围内变化。     

生物质流化床气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器，对生物质空气-水蒸汽气化制取富氢燃气的特性进行了一系列实验研究。在本实验中，气化介质(空气)从流化床底部进人反应器，水蒸汽从进料点上方通人反应器。在对实验数据进行分析的基础上，探讨了一些主要参数如：反应器温度，水蒸汽／生物质比率S／B(Steam／Biomass Ratio)，当量比ER(Equivalence Ratio)以及生物质粒度对气体成分和氢产率的影响。结果表明：较高的反应器温度，适当的ER和S／B(在本实验研究中分别为0．23，2．02)，以及较小的生物质颗粒比较有利于氢的产出。最高的氢产率：71gH2／kgbiomass是在反应器温度为900℃，ER为0．22，S／B为2．70的条件下取得的。     

稻壳与木屑气化制取富氢燃气的试验研究

采用单一流化床二步气化方法,以纯水蒸气为气化剂,在流化床中进行制取氢气的工艺试验。在对试验数据进行分析的基础上,探讨了一些主要参数[如反应器温度、水蒸气/生物质(S/B)、生物质化学成分]对氢产率的影响。分析结果表明:较高的反应温度、S/B以及纤维素和半纤维素含量比较有利于氢的产出。验证试验表明:在反应温度为1000~1050℃,S/B为2.0的条件下,纤维素和半纤维素含量为74.1%的木屑(干基)的氢产率最高,为61.67g/kg。     

自由落下床中稻草与煤高温快速共热解特性研究

在自由落下床中对稻草、神府烟煤、凤矿无烟煤以及稻草与两种煤的混合物进行高温快速共热解试验,考察不同热解温度、不同稻草质量掺混比下稻草与煤共热解过程中的协同作用。研究结果表明:随着稻草质量掺混比的增大,热解气总产率逐渐增大,热解焦产率逐渐减小;热解产物产率的实际值与理论值不同,800℃共热解时焦油产率高于理论值,协同作用促进焦油的生成;1000~1400℃时气体总产率高于理论值,协同作用促进气体的生成;在800℃时热解气中CO的生成受到抑制,高于1000℃时,共热解促进CO、H_2的生成。稻草与神府烟煤共热解焦的反应活性明显高于稻草与凤矿无烟煤共热解焦;当稻草质量掺混比为40%、60%时共热解焦活性降低,当稻草质量掺混比大于60%时,共热解焦的反应活性则逐渐提高。     

造纸废渣水蒸气气化制取富氢燃气实验研究

目前造纸废渣的主要处理方式为焚烧,虽然该工艺简单有效,但会产生二噁英等有害物质,因此部分地区环保部门开始限制新建焚烧项目。针对造纸废渣处理难的问题,结合废物特性,探索使用气化工艺对其进行处理。在700～900℃利用水蒸气与造纸废渣共同反应制取富氢燃气,并进一步研究了CaO、MgO作为催化剂对气化反应的影响。结果显示：气化温度为900℃,产气中H₂的比例超过50%;两种催化剂均可催化大分子有机物分解为气体小分子,导致燃气热值及气化效率提高。     

基于响应面法的管道泵优化设计

以某立式管道泵为例进行优化设计,利用响应面法对叶轮直径D2、叶片出口宽度b2、叶片出口安放角β2、包角φ四个叶轮参数进行设计试验,第一阶段采用线性回归分析得到19组试验数据,通过方差分析发现存在单因子二次项对相应变量的影响;第二阶段利用中心复合设计(CCD),在19组试验数据的基础上又进行了12组试验,方差分析显示,单...     

梨木炭蒸汽气化制取富氢燃气的试验研究

生物质气化技术已得到广泛的应用,但气化过程产生的焦油会影响设备稳定运行。为了大幅减少焦油的干扰,以梨木的热解炭为原料,在管式炉中进行水蒸气气化制取富氢燃气试验研究,探究了反应温度、K₂CO₃添加量及利用次数对气化特性的影响。结果表明：900℃时H₂的产气量为2.19 L/g,合成气中H₂含量超过58%;K₂CO₃添加量为10%时产气效果最佳,此时合成气中H₂+CO含量达到了88.5%。当K₂CO₃催化剂在第三次利用时,仍有较好的催化效果。     

湿牛粪在固定床反应器内热解制富氢气体参数研究

为探索湿牛粪热解气化制富氢气体的参数,以湿牛粪为研究对象,在固定床反应器内采用单因素试验法,对不同温度、水分质量分数、升温速率和进料温度条件下,热解气产率、H_2产率、热解气成分、热值和碳转化率的变化进行实验研究和分析。结果表明:随着温度的升高和水分质量分数的增加,H_2容积百分含量、热解气产率和热值增大;当反应温度从700℃升至900℃时,H_2容积百分含量从35.99%增至49.19%,单位干物质产气量从277.37 mL/g增至924.26 mL/g,气体的热值从3681.58 kJ/m~3增至6167.56 kJ/m~3。升温速率和进料温度对H_2容积百分含量和产气率的影响不明显,在不同升温速率和进料温度条件下,H_2容积百分含量波动幅度较小。     

稻草催化热解制取氢气的研究

利用自制的热解反应炉,选取陕西汉中稻草为原料,以MnO2、Al2O3、MgO这3种金属氧化物为催化剂,进行了一系列催化热解制备氢气的研究,并采用气相色谱对氢气进行分析.实验着重研究了不同催化剂以及不同催化剂添加量对氢气浓度和产量的影响.结果表明:添加0.1%的Al2O3、MgO、MnO2作为催化剂,各个温度段的氢气产量均有不同程度的提高,催化活性为氧化镁>氧化铝>氧化锰,催化剂的添加量对于稻草热解产氢的浓度和产量也有直接影响.     

基于响应面法的圆盘泵叶轮优化研究

为了提高圆盘泵的水力性能,以径向直叶片圆盘泵为研究对象,结合计算流体动力学方法(CFD)与响应面分析法,研究叶轮结构参数对泵扬程和效率的影响.以叶片高度、叶片数量和盘间距为优化设计变量,泵的扬程和效率为响应变量,基于Box-Behnken样本点设计法进行三因素三水平设计,建立17组样本点.通过ANSYS CFX数值计算...