浓H_3PO_4联合H_2O_2预处理能源植物地肤的性能研究

采用H_3PO_4联合H_2O_2(简称PHP)预处理地肤,基于木质素、半纤维素去除率、纤维素回收率、酶水解率等,研究温度、时间、H_3PO_4与H_2O_2浓度配比对预处理效果的影响。结果表明:提升预处理温度、时间和H_3PO_4浓度配比对半纤维素和木质素去除率有明显的促进作用,半纤维素和木质素去除率最大可达100.0%和90.7%,但也会加剧纤维素的损失。过高的H_3PO_4浓度配比(≥70%)不利于半纤维素和木质素去除。除10℃外,其他条件下,酶水解率差异不显著(90%),但过高强度会导致一定程度的水解速率下降。     

废旧三元锂离子电池正极有价金属的回收工艺研究

随着电动汽车和大规模储能市场的快速发展,锂离子电池的销量快速增长,随之产生的废旧锂离子电池数量也日益增长。其中,三元正极锂离子电池含有锂、镍、钴、锰等有价金属,具有较高的回收价值。本文以废旧三元锂离子电池正极片为原料,采用高温热处理法去除正极中的粘结剂和导电碳,以提高有价金属在酸液浸出的回收率。重点考察了高温热处理的温度和时间对有价金属酸浸出率的影响。结果表明:当三元正极热处理温度为650℃、时间为120 min时,正极中粘结剂和导电碳分解完全;在酸浸实验中,在硫酸浓度为4 mol/L,H₂O₂体积含量为11.1%、固液比为55.5g/L、反应温度为80℃、反应时间为2 h条件下,锂、镍、钴、锰的浸出率分别达到99.5%、98.9%、98.7%、98.7%。     

废旧磷酸铁锂电池电极材料的硫酸化焙烧-水浸新工艺北大核心CSCD

针对目前急需解决的废旧磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池中有价金属的清洁高效提取问题,提出硫酸化焙烧脱氟-水浸新工艺。用TG-DSC和XRD表征确定了正负极片热处理的适宜条件为:空气气氛、温度575℃。采用正交实验和单因素实验研究了浓硫酸使用量、焙烧时间和温度。水浸液固比、温度及时间对正负极混合料粉末中Fe、P和Li元素浸出率和浸出液中F元素残存率的影响。确定了最优焙烧工艺条件为:浓硫酸使用量为理论用量的0.75倍、焙烧时间2.5 h、温度110℃;最优水浸工艺条件为:液固比4∶1(mL/g)、温度60℃、时间2 h。在此工艺条件下,P和Li的浸出率都达到100%,Fe元素的浸出率为98.85%,F元素在浸出液中的残存率仅为13.11%。     

Fenton法处理膜提取渗滤液MBR-NF截留液中腐植酸产生的超滤透过液

采用Fenton法处理膜提取渗滤液MBR-NF截留液中腐植酸产生的超滤透过液。考察了Fe~(2+)投加量、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))投加比、初始pH等因素对COD及UV_(254)去除率的影响,并在最佳实验条件下对该反应去除COD过程的动力学过程进行分析与讨论。结果表明,最佳反应条件为:Fe~(2+)投加量为0.07mol/L,(H_2O_2)/n(Fe~(2+))投加比为3,初始pH为7.06。在最佳条件下,COD和腐植酸(UV_(254))的去除率分别为61.23%和89.12%。Fenton法处理膜提取腐植酸过程中产生的超滤透过液的COD去除过程符合二级反应动力学方程。     

生物质制备新型平台化合物乙酰丙酸

实验考查了利用玉米秸秆为原料,在高温稀酸的条件下制备乙酰丙酸的工艺。根据Box-Behnken实验设计方法,选取反应温度、硫酸浓度、液固比和反应时间为影响乙酰丙酸产率的4个主要因素,分别在三水平条件下进行了27次试验。在此基础上建立了二次方程的模型,R2=0.9145显示了模型具有较好的拟合度。进一步通过响应面分析得到了优化的工艺条件:温度206.20℃,硫酸浓度3.90%,液固比15.50,反应时间37.35min。在优化的工艺条件下,玉米秸秆经水解后,最终的乙酰丙酸产率为10.74%,与模型估计值接近。     

吡咯类氮富氧燃烧的分子动力学研究

采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学模拟方法研究了不同燃烧温度和氧浓度条件下吡咯在O_2/CO_2和O_2/N_2气氛下燃烧的反应速率和自由基、中间产物及最终产物的分子数变化规律,从微观上探索吡咯在O_2/CO_2气氛下的燃烧机理。研究表明:吡咯富氧燃烧的主要产物包括HCN、NO、N_2、CO_2、CO和H_2O等,主要的中间体和自由基包括C_4H_4N、NCO、HNCO、C_4H_4ON、CHO_2、CN、H、OH、O和HO_2等;随着燃烧温度的升高,O_2/CO_2和O_2/N_2气氛下NO的生成量都随之增加;随着氧气浓度的升高,更多的HCN、NCO、HNCO及其它含氮中间产物转化为NOx,从而使其生成量增加;在燃料与氧气的化学当量比Φ=0.5和1时,O_2/CO_2气氛中NO的生成量比O_2/N_2气氛中的NO的生成量高,在Φ=2时两种气氛中生成的NO量相当。     

纳米Fe2O3/Fe3O4光催化法处理造纸废水的研究

以纳米Fe_2O_3/Fe_3O_4为催化剂,用光催化氧化法处理造纸废水。研究结果表明:该催化剂能有效、快速地降低废水中的COD_(Cr),催化剂用量、H_2O_2用量、pH值、反应时间等各因素对处理效果的影响大小依次为:光照时间>H_2O_2用量>催化剂用量>溶液pH值;室温下最佳反应条件为:催化剂用量0.5g·L~(-1)、30%的H_2O_2用量为5‰(V/V)、pH=3.0,300W高压汞灯光照4h,废水的COD_(Cr)值从800 mg·L~(-1)降到48mg·L~(-1),去除率达到94%。实验进一步考察了太阳光照射下催化剂对废水的降解效果,表明太阳光光照下催化剂对废水也有较好的处理效果。Fe_3O_4的存在使催化剂具有一定磁性,可利用磁分离法将催化剂从体系中分离。     

稀酸处理对秸秆厌氧发酵产氢的影响

以稻草秸秆为纤维素原料,先利用稀硫酸对其进行预处理,再利用活性污泥进行厌氧发酵产氢。试验研究了压力、温度、硫酸浓度、加压时间、固液比以及原料粒度对预处理结果的影响,并根据产氢量优化了预处理条件。试验结果表明:在硫酸浓度为0.7%、处理压力为0.1MPa、加压时间为60min、固液比为1∶12,秸秆原料过60目筛的情况下预处理效果最好,此时每克秸秆产氢量为113ml,秸秆中半纤维素、纤维素的利用率为87.47%,秸秆的有效利用率为52.38%。     

玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理

对玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理进行了考察,通过对温度、酸浓度、渗滤速度、液固比等影响因素的实验分析,得到了优化的工艺条件:反应温度170℃,硫酸浓度0.25%,液固比为10:1,渗滤速度150mL/min,70%水解液排出后,渗滤速度降为100mL/min。水解液中木糖浓度达到22g/L,糖得率达到约80%。经过稀酸预处理后的玉米秸秆进行酶水解,纤维素转化率达到80%。     

水蒸气浓度对层流甲烷扩散火焰中碳烟生成的影响

对甲烷在氧—汽燃烧过程中碳烟生成状况进行了数值模拟研究。通过对比O_2/N_2和O_2/H_2O氛围下四种工况(21%O_2、30%O_2、40%O_2、50%O_2)的火焰形态和碳烟体积分数,发现相同O_2浓度下,前者火焰温度、火焰高度、碳烟体积分数均低于后者,表明H_2O能够明显抑制碳烟生成。通过对比O_2/N_2、O_2/H_2O和O_2/FH_2O氛围下四种工况的最大碳烟体积分数和最大颗粒数量密度,表明不仅H_2O的化学效应抑制碳烟生成,而且其他三大效应也共同抑制碳烟生成。通过进一步分析化学效应随H_2O浓度的变化规律,确定了H_2O浓度为60%时,化学效应的抑制效果最佳。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化裂解生物质制氢研究

在自行研制的生物质连续热解反应装置上进行了稻壳连续热解和二次催化裂解制氢试验研究,所用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂采用浸渍法制备。考察了Fe/Al催化剂焙烧温度及二次催化裂解温度对裂解气中H_2含量和裂解液体组分的影响。试验结果表明:Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对H_2有较大的选择性,当Fe/Al=0.7、催化剂焙烧温度为550℃、二次裂解温度为700℃时,H_2产率达到34.8%;稻壳直接二次裂解液体产物中主要为醋酸,含量达49.44%,催化裂解后主要为丙酮,含量达到50.56%。     

中试规模喷淋塔中UV/H_2O_2工艺脱除NO

在自行设计搭建的中试规模的光化学喷淋塔上,考察了烟气流量、H_2O_2浓度、紫外光强度、NO初始浓度、液气比等过程条件对NO脱除效率的影响。研究结果表明,在试验设计工况下,H_2O_2浓度和紫外光强度对NO脱除效率影响显著,随着H_2O_2浓度和紫外光强度的提高,NO的脱除效率起初均会急剧升高,而后增势变缓,脱除效率可达到50%~60%;而增大烟气流量,提高NO初始浓度,均会导致NO的脱除效率明显下降。伴随着液气比的提高,NO的脱除效率呈现出先升高后下降的趋势,在试验工况下,液气比为10 L/m3时,NO脱除效率达到最高。     

微波强化光催化处理罗丹明B染料废水

采用微波无极灯强化光催化(MWL/TiO_2)对罗丹明B模拟废水进行处理。初步研究催化剂TiO_2的用量、罗丹明B初始浓度、微波功率、溶解氧、pH、反应温度、外加氧化剂H_2O_2量等因素对罗丹明B降解效果的影响。实验结果表明:最佳催化剂TiO_2的投加量为4g/L;较低pH、高溶解氧浓度、高微波功率、外加氧化剂H_2O_2有利于罗丹明B的降解。与常规光催化相比,微波减弱pH、染料初始浓度对降解效率的影响,同时增强温度对降解效率的影响。     

基于410t/h Compact型流化床锅炉的SNCR影响因素探究

对1台以尿素为还原剂、配备Compact型旋风分离器的循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝性能进行了数值模拟,重点研究了温度、氨氮摩尔比、NO初始浓度和O_2浓度对SNCR反应性能的影响规律。计算结果表明:最佳NSR在1.4左右,最佳温度在1 173 K附近;O_2浓度的变化对选择性非催化还原反应的影响和温度密切相关,当温度高于1 150 K时,O_2浓度的增加会导致还原剂的氧化反应加剧,使得脱硝效率随O_2浓度的上升而下降,温度越高,氧化反应越剧烈,脱硝效率下降趋势越明显;同时,O_2浓度的上升,有利于最佳脱硝温度向低温方向移动,综合考虑,认为烟气中O_2浓度不应高于3%。     

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。     

NaOH与H_2O_2综合预处理水稻秸秆及其厌氧发酵产沼气效果研究

为实现沼气工程中农作物秸秆的有效利用、解决沼气工程对畜禽养殖厂过度依赖的问题提供有效途径,以水稻秸秆作为厌氧发酵原料,采用NaOH和H_2O_2方法对水稻秸秆进行预处理。采用自制的批次厌氧发酵装置进行沼气厌氧发酵试验,探讨不同浓度的NaOH、H_2O_2及预处理时间对水稻秸秆沼气发酵的影响。采用响应面优化方法对预处理工艺条件进行优化,得到最优预处理条件为:NaOH浓度5.71%,H_2O_2浓度1.48%,处理时间12 h。验证实验中甲烷含量最高可达61.2%,沼气产量为15866 mL,与预测值16061 mL的相对误差为1.21%,小于5%,由验证实验可知模型是有效的。     

碱和双氧水预处理玉米秸秆的试验研究

研究了在5%NaOH中加入不同质量分数的双氧水时,对玉米秸秆的预处理效果;在预处理后的玉米秸秆中加入纤维素酶,考察此时酶解还原糖得率随预处理程度的变化;对浸泡时间、双氧水浓度、固液比3个因素进行单因素试验。试验结果表明,质量分数为2.5%的浓度下,糖得率最大;在2.5%H2O2浸泡24 h,固液比对酶解糖化几乎没有影响;当浸泡时间为24,72,96 h时,糖得率相差甚微。设计正交试验对预处理的条件进行优化,分析预处理玉米秸秆的各因素,以木质素去除率为基准参数,得到水解木质纤维素的适宜预处理条件:5%NaOH下加入质量分数为2.5%的双氧水,浸泡时间为72 h,固液比为1∶20。预处理后木质素的去除率为61.52%;加入纤维素酶酶解,还原糖得率为39.30%。     

不同燃烧气氛条件下SCR烟气脱硝性能实验研究

以淮南烟煤为例,经计算得到富氧、O_2/CO_2以及空气燃烧条件下的烟气成分,通过模拟不同烟气成分,在实验室活性测试平台上研究了氨氮比α、温度(表征反应速率常数k)、表观速度(表征停留时间τ)、入口NO初始的质量浓度CNO以及烟气成分中H_2O和O_2对SCR催化剂脱硝性能的影响。结果表明:相同实验工况下,与空气气氛相比,富氧和O_2/CO_2气氛下SCR烟气脱硝效率降低了8%;不同气氛下,随氨氮比、温度的增加,脱硝效率增长,且增长速率逐渐降低;表观速度增加时,脱硝效率减小,且减小速率也逐渐减低; CNO减小时,脱硝效率仅变化了1%左右;烟气中H_2O和O_2也会影响脱硝性能,但均与烟气中的CO_2无关。     

纳米四氧化三铁对甲烷生物合成途径的影响

文章分别以乙酸钠、H_2,CO_2和葡萄糖为发酵底物,研究不同浓度(100,200,300,400,600 mg/L)的纳米四氧化三铁(Fe_3O_4NPs)对甲烷生物合成途径(乙酸型、氢型、混合型)的影响。研究结果表明:随着Fe_3O_4NPs浓度的增大,Fe_3O_4NPs对乙酸型和混合型发酵进程的促进作用均呈现出先增强后减弱的变化趋势,Fe_3O_4NPs的最适投加浓度均为300 mg/L,两种途径的最大甲烷促进率分别为16.8%和34.0%;Fe_3O_4NPs能够促进氢型发酵进程的浓度为300～600 mg/L,最大甲烷促进率为32%。     

碳酸盐作用下生物质热裂解制富氢气体

以杉木屑为原料,Li_2CO_3-Na_2CO_3-K_2CO_3(LNK)为热介质和催化剂进行生物质热裂解制富氢气体的研究,考察金属氧化物、镍盐、载气流量和反应温度等参数对H_2产率及气体组成分布的影响。研究表明:金属氧化物能促进氢气生成,Co_2O_3作用下H_2产率和气体总产率最高,为285.0和644.0 mL/g;镍盐中Cl~-对H_2生成的促进效果优于SO_4~(2-);载气流量为43.6 L/h时H_2产率和可燃气产率最高,为357.0和525.0 mL/g;高温利于H_2生成,反应温度为565.0℃时H_2体积浓度达到96.9%。本研究为生物质热裂解制富氢气体提供参考。