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.     

生物质快速热裂解制取高品位液体燃料

提出以生物质热裂解技术为核心、利用产物合成高品位液体燃料的技术路线,并针对路线中的不同途径开展试验研究,得到清洁高品质动力燃料.在优化了流化床热裂解工艺流程的基础上,针对我国生物质种类的特点,选取3大类7种不同生物质物料进行制取生物油的试验研究,考察物料种类对热解生物油产率和性质的影响,并利用色谱质谱联用技术(GC-MS)分析比较不同种类生物质热解生物油的组分差异.进一步研究不同种类生物质热解生物油与柴油的乳化性能,乳化燃料在热值上接近柴油,黏度符合国家轻柴油标准,具有进入商业应用的可能.液体产物生物油经过分子蒸馏预处理后,对不同馏分分别采用酯化、加氢和气化等方法进行生物油精制.     

生物质热解焦对模拟烟气中汞吸附特性的实验研究

以桑树枝、核桃壳、麦秆和稻秆4种生物质为原料,利用固定床热解实验台制备不同的生物质热解焦,采用比表面积与孔隙度分析仪测量了生物质热解焦的比表面积及其孔隙结构参数.利用固定床吸附实验装置,研究了生物质种类、热解温度、吸附温度及汞初始浓度等因素对模拟烟气中汞吸附性能的影响.结果表明:(1)在相同的热解和吸附条件下,核桃壳热解焦的吸附效果最好,其次是桑树枝热解焦和麦秆热解焦,稻秆热解焦的吸附效果最差;(2)在热解温度为400℃～800℃范围内,600℃热解温度下所得生物质热解焦的吸附效果最好,400℃热解焦吸附效果最差;(3)在吸附温度为60℃～120℃的实验范围内,随着吸附温度的升高,单位生物质热解焦汞吸附量明显降低;(4)在汞初始浓度13.5～38.1μg/m3范围内,随着汞初始浓度的增加,单位生物质热解焦汞吸附量有所减小.     

在流化床中热解废旧塑料的实验研究

对高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙稀(PVC)等5种单组分废旧塑料在流化床中进行了热解实验,得到了在实验条件下,热解温度对各种单组分废旧塑料热解产物成分和产率的影响规律,为开发废旧塑料热解制油、制气工业装置提供了基本的工艺参数.     

预测生物质热解动力学参数的随机森林模型

基于大量已发表的生物质热解实验数据,采用数值方法拟合全局反应热解模型的动力学参数,建立生物质热解的训练和验证数据库,并利用随机森林算法研究生物质热解动力学参数与生物质种类和加热条件之间的非线性关系,发展预测生物质热解动力学参数的随机森林模型. 训练和验证的结果显示：随机森林模型能够较好地预测训练数据库中的生物质热解的动力学参数(R²>0.92),并能够准确预测验证数据库中的多种生物质的热解过程(R²>0.93). 此外,变量重要性分析结果显示：纤维素质量分数对于反应级数和活化能影响较大,木质素对于反应级数的影响最大. 加热条件对于活化能的影响可以忽略,但是对指前因子和反应级数的影响显著.     

C02吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加C02吸附剂的催化热解研究．结果表明：C02吸附剂CaO和Ca（OH）2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动．添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca（OH）2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现．同时,Ca（OH）2在催化热解过程产生的H20可作为生物质二次反应和水煤气变换反应（WGS）的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量．     

糠醛渣与稻壳共热解的研究

通过糠醛渣和稻壳的共热解进行热重分析试验，发现主要热解温度区间明显的分为两个阶段，表现出不同的热解机理；共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。在热解反应活跃区间建立与糠醛渣和稻壳共热解特性相适应的分段分级热解动力学模型，计算得到热解动力学参数。最后应用Newton—coats数值求积方法对模型进行验征，并与试验曲线进行对比，结果表明该模型具有较强的可靠性和实用性。     

一种改进的纤维素热解动力学模型

纤维素热解是生物质能利用技术中的一个重要领域，而热解动力学又是其中的关键内容，为了更好地研究该过程，基于Broido-Shafizadeh热解动力学模型进行了验证计算和分析比较，讨论了竞争反应动力学参数、“活性纤维素“的存在与状态以及热解产物二次反应等几个方面的问题，并在此基础上提出了一种改进的纤维素热解动力学模型。改进后的动力学模型采用了新的竞争反应动力学参数，克服了B-S模型中由于试验样品较大，样品颗粒内部存在传热限制而导致的动力学参数偏差；另一方面，计算表明，在快速加热条件下，纤维素热解过程中的活性纤维素相变过程可以影响热解的传热、传质过程，改进后的动力学模型特别强调了该过程的重要性；最后，为了体现 挥发分二次分解对纤维素热解反应的影响，改进模型在反应途径中包含了该过程。经过改进完善后的热解动力学模型更中贴近于客观事实，这将有利于对纤维素热解这一复杂过程展开进一步研究。     

矿物质对义马煤中As在热解过程中挥发性的影响

选用我国典型低煤化烟煤义马煤，在Φ25mm小型石英流化床反应装置上考察了煤中As在热解过程中的挥发性规律，分别比较了煤中矿物质和外加CaO对As挥发性的影响．研究发现：在流化床热解条件下，义马煤中As的挥发具有明显的阶段性特征，在350℃左右即开始有明显的挥发，且挥发率随热解温度的升高而增加，但在500～800℃之间变化不大．煤中矿物质和外加CaO对As在热解过程中的挥发均有明显的抑制作用，表明在热解过程可能有难挥发性的As-Ca络合物如Ca3(AsO4)2等生成．     

固定床反应器中生物质催化热解气化制富氢燃料气的研究

在小型固定床反应器上进行了新鲜草和小麦秸秆的催化热解气化制富氢燃料气的研究.采用正交试验设计方法考察了热解气体停留时间、生物质水分、热解温度、催化剂种类及用量对热解气体产率及其组成的影响规律.结果表明,生物质水分、热解温度、催化剂种类及用量是影响热解气体产率和H2产率的显著性因素;热解气体中H2含量为19%～45%,CO含量为9%～40%,CH4含量为5%～15%,CO2含量为16%～60%;单位质量(kg)干燥基生物质可产生气体0.4～1.3 kg.     

热解半焦特性研究

利用兖州烟煤在不同温度下常压流化床氮气气氛的热解半焦作为样品，分析了半焦成分变化的规律，特别是硫的变化规律，并利用热重分析仪分析了不同温度下热解半焦的活化能，研究表明随着热解温度的升高，活化能逐渐降低。热解半焦的研究为煤气化及半焦燃烧的分级转化技术提供了参考。     

烟煤在双流化床中气化特性初步实验研究

利用一套高3m的双流化床煤气化实验系统,以烟煤为燃料进行了气化初步实验研究.烟煤在气化炉中进行热解气化,生成的半焦经下返料器送入燃烧炉进行燃烧,通过高温循环灰携带能量供给气化炉.通过调整气化炉内料层高度改变燃料在气化炉内的停留时间,从而影响气化效果,料层高度可以通过气化炉内压差进行监测.烟煤气化达到稳定工况时,燃烧炉和气化炉的温度和压差基本保持稳定.燃气热值为5.53 MJ/m3,尚未达到中热值标准,原因在于实验装置规模较小导致散热损失较大,同时返料器以空气为返料风降低了燃气品质.     

稻秆热解过程中碱金属转化析出过程试验研究

为了对高碱生物质热化学转化中碱金属问题的解决提供理论指导，定量研究了稻杆中K、Na、Cl的
热解析出过程.以化学分馏法和相关检测为基本分析手段，在小型固定床热解试验台上以稻杆为原料进行
了试验，得到不同形式的碱金属和Cl在热解各阶段的动态析出过程和转化特性.结果表明，稻杆中的碱金
属在673 K以下随热解进行快速析出，然后转入高温慢速析出阶段.K、Na和Cl在热解中的转化模式大体类
似，其中Cl在523 K以下的低温热解阶段表现出更强的挥发性.水溶性K和Na占生物质原料中碱金属含量的
90%以上，是造成碱金属热解析出的主要原因.热解过程中，不同形式的K之间还存在一定程度的相互转化
，而Na的行为相对单纯，除水溶性外的其他形式Na在热解中表现出较强的惰性.     

热解法制备石墨烯的工艺条件优化

探讨热解还原法制备石墨烯的工艺条件对石墨烯性能的影响。通过FT-IR、XRD对不同热解时间及不同水洗条件下制备的石墨烯进行了表征,利用四探针测试系统研究了不同石墨烯的电性能。结果表明:随着热解时间的延长,石墨烯的导电性增加,热解时间为40min时制备的石墨烯有很高的导电性,电阻率为0.01Ω.cm;热解时间较短的石墨烯带有一部分极性基团,在二甲基甲酰胺(DMF)中有很好的分散性。水洗条件对热解法制石墨烯性能影响不大,因此可以省略水洗步骤,提高石墨烯制备效率。     

重油催化裂解催化剂结焦影响因素的研究

针对重油在CPP工艺催化剂CEP-1上的催化裂解过程,利用小型固定流化床实验装置研究了反应温度、剂油质量比、水油质量比、油气停留时间和原料性质对焦炭收率和积炭率的影响。发现积炭率随剂油质量比、水油质量比及原料n（H）／n（C）的增加而减小,而随反应温度以及原料芳碳率的增加而增大;焦炭收率随反应温度、剂油质量比以及原料芳碳率的增加而增大,随水油质量比及原料n（H）／n（C）的增加而减小;积炭率和焦炭收率均随油气停留时间的延长存在最低值。原料的n（H）／n（C）和芳碳率均能够较好地反映出原料的结焦性能。在实验基础上,建立了积炭率和焦炭收率与原料性质和操作条件的经验关联模型,利用最小二乘回归求得了模型参数。     

热解温度和恒温时间对锦界煤焦-CO_2气化活性的影响

在化学反应动力学控制实验条件下,利用自建固定床实验台研究了常压、不同气化温度下热解温度(650℃、800℃、900℃)、恒温时间(8 min、30 min、60 min)对锦界煤焦等温CO2气化反应活性的影响,并用不同模型求算动力学参数,实验结果表明:随着热解温度的提高和恒温时间的延长,锦界煤焦的气化活性逐渐降低,活化能逐渐增加。热解温度对锦界煤焦气化活性的影响比恒温时间的影响显著些。     

流化床内煤的热破碎实验研究

采用小型流化床实验台对霍林河褐煤进行热破碎特性的实验研究。结果表明：一次破碎率（Pf）和破碎比（Nf）随温度变化的趋势大体相同,但在1-3mm粒径范围内,其变化程度有所不同。说明利用一次破碎率和破碎比在描述煤热解破碎特性具有一定的局限性,这有待于进一步深入研究。     

生物质微波热解气化技术研究进展

生物质热解气化可以生产清洁的小分子燃料,是实现生物能源替代化石能源的重要驱动。利用微波辅助生物质气化是实现生物能源高效利用和能源产品高值化的重要途径。阐述了微波强化生物质热解技术和微波催化定向气化技术,分析了生物质微波热解气化技术面临的挑战以及需要解决的问题,并给出了解决方案