锯末水热生物炭特征研究

以锯末(sawdust,SD)生物质为原料,采用水热炭化法在温度170、200、230℃,时间15、30 min下制备水热生物炭,分析水热生物炭的产率、能量产率、热值、元素组成、表面官能团、表观形貌、平衡含水率等变化等特征。工业分析、元素分析表明,温度是影响水热炭化的重要因素。锯末水热生物炭随温度的升高、时间的延长,C含量增大,O含量降低;生物炭产率、能量产率降低,热值增加。当温度为230℃,时间为30 min时,得到生物炭产率为68.78%,能量产率为78.27%,热值为21.57 MJ/kg。范式图、红外光谱分析显示,在低温短时炭化时,转化过程以脱水、脱羰基为主。扫描电镜显示水热炭化能破坏生物质微观结构,水热生物炭表面光滑,锯末在170、200℃炭化后有缝隙结构,230℃表面出现孔洞结构。平衡含水率结果表明,水热炭化能提高锯末生物炭的疏水性质,有利于生物炭燃料的保存利用。     

基于能量产率的油茶壳水热炭化工艺优化

文章以油茶壳为原料,采用水热炭化技术制备水热生物炭,并分析了水热炭化温度、保留时间、固体物含量对水热生物炭的高位热值和能量产率的影响。以此为基础,采用正交试验优化了上述3个工艺条件对油茶壳水热生物炭的影响。研究结果表明:水热炭化温度为200℃,保留时间为30 min,反应体系中固体物含量为10%时,油茶壳水热生物炭的综合评分最好;此时油茶壳水热生物炭的高位热值为22.28 MJ/kg,能量产率为75.07%。燃烧热重分析表明,油茶壳水热生物炭的燃烧过程向高温区转移。研究结果可用于指导生产高热值、高能量产率的油茶壳水热生物炭,可为油茶壳的利用提供参考。     

碱催化酯交换法制备生物柴油工艺参数研究

分析利用餐厨垃圾生产生物柴油的现状及发展趋势,对餐厨垃圾生产生物柴油工艺进行探讨。通过实验,确定最佳反应温度、最佳反应时间和最佳产油率。     

餐厨垃圾制备燃料乙醇酶促反应条件的研究

餐厨垃圾的酶解是餐厨垃圾乙醇发酵的关键步骤.为了更好地发挥酶的催化作用,提高酶的有效利用率,针对糖化酶及纤维素酶用量、pH值、酶解温度、酶解时间等条件对酶降解餐厨垃圾的影响规律进行了探讨,优化酶促反应条件.研究结果表明,在100g餐厨垃圾样品中添加1.5 g糖化酶、12 g纤维索酶,当pH值为4.8～5.6、酶解温度为42～58℃、酶解时间为60min时,糖化酶和纤维素酶对餐厨垃圾底物表现出较强的酶活力.     

湿热除油强化餐厨垃圾水解酸化产沼气潜力研究

以餐厨垃圾为原料，研究不同湿热预处理除油条件（温度和处理时间），并将其作为厌氧消化底物进行产沼气潜力测试。研究表明，餐厨垃圾的最佳预处理条件为95℃，处理时间90 min，可浮油含量可提升至4.22%；随着温度的升高，浮油去除率逐步提升至2.21%。餐厨垃圾经95℃湿热预处理后，厌氧消化沼气产率达413 mL/g VS。厌氧消化系统中pH值的稳定性较好，保持在6.5～7.5之间，挥发性脂肪酸转化率可达74.31%，处理效果优于其他两个预处理组；挥发性固体（VS）去除率与出料总固体（TS）受温度影响较大，95℃时VS去除率可达56.2%，与未处理组相比提高8.1%。     

餐厨垃圾与市政污泥协同厌氧制氢影响因素研究

以餐厨垃圾和市政污泥为研究对象,采用协同厌氧制氢工艺研究不同温度、物料配比对厌氧产氢潜力和中间代谢产物变化规律的影响。结果表明,55℃高温发酵时,餐厨垃圾单独厌氧发酵产氢效果最佳,产氢潜力、最大产氢速率分别为342.49 mL、41.48 mL/h,是35℃中温发酵的1.2倍。35℃中温发酵,餐厨垃圾与市政污泥配比为5∶1时氢气含量最高为56.4%。相关性分析表明,pH值与氨氮浓度呈正相关,与还原糖含量、累积产氢量呈显著负相关;还原糖含量与累积产氢量呈正相关,氨氮浓度与累积产氢量呈显著负相关。温度、物料配比和pH值的优化调控对协同厌氧制氢工艺的高效稳定运行具有重要意义。     

玉米秸秆颗粒热解制炭的试验研究

对玉米秸秆颗粒炭化温度对生物质炭的产率及质量的影响进行试验及分析研究,给出了不同炭化温度下玉米秸秆颗粒的产炭量、能源转化率和生产出炭的理化特性,找出了秸秆制炭工艺的最佳炭化温度条件。试验表明:玉米秸秆颗粒在300℃时即可完成炭化,炭的产率为55%,低位热值为21.3MJ/kg,挥发分为35.75%,提高热解温度时,炭的产率及热值均呈逐步下降的趋势。因此,对于简单的颗粒制炭设备,宜采用低温炭化工艺,以获得较高的秸秆炭产率。     

餐厨垃圾制备燃料乙醇二级催化水解反应的研究

餐厨垃圾的水解过程是餐厨垃圾制备燃料乙醇的关键步骤。研究采用两级催化水解技术,较好地解决了淀粉和纤维素协同、经济、高效水解糖化的难题,以餐厨垃圾为原料,研究复合催化剂、酸浓度、水解温度对水解效果的影响。结果表明,使用复合催化剂且浓度为0.5%H2SO4+0.01%助催化剂,在一级水解温度为120℃和二级水解温度为180℃时得到的水解效果较好。     

餐厨垃圾高温厌氧消化连续运行性能：有机物转化效率、发酵稳定性与代谢活性

在高温(50±1)℃条件下处理实际工程的餐厨垃圾,采用全混式厌氧反应器（CSTR）进行了80d的连续试验。试验以水力停留时间（HRT）20 d启动,HRT 15 d连续运行,研究了反应器启动和运行期间的发酵特性,解析了餐厨垃圾厌氧消化运行稳定性和代谢活性。试验结果表明,在HRT 15 d、有机负荷（OLR）为7.3 kgCOD/(m3·d)的条件下,容积产甲烷率为2.2L/(L·d),挥发性固体（VS）的甲烷产率达到480L/kgVS左右,有机物转化率约为95%。批次试验表明,高温产甲烷菌代谢乙酸能力较强,在适宜pH下可承受10000mg/L的乙酸浓度。餐厨垃圾的高温降解速率快,10 d达到90%的产气,有承受更高负荷的可能。系统pH稳定在7.6～7.7,总氨氮和自由氨浓度低于抑制水平。研究结果表明,餐厨垃圾的高温厌氧消化可实现较高的产气潜力和有机物去除率,系统稳定性好且有机物转化效率高,具有应用于工程高温餐厨垃圾厌氧处理的潜力。     

餐厨垃圾中温厌氧发酵接种污泥的驯化研究

研究不同投料方式对餐厨垃圾中温厌氧发酵接种物产气活性的影响,探求餐厨垃圾中温厌氧发酵接种物的最佳驯化方法。在37℃条件下,采用不同投料方式对厌氧污泥进行驯化作为餐厨垃圾厌氧发酵的接种物,分析驯化过程中污泥pH值和SCOD浓度的变化,并用驯化后污泥作为接种物对餐厨垃圾进行中温厌氧发酵处理,研究不同驯化方式对餐厨垃圾产气特性的影响。结果表明:污泥经过添加一定量的餐厨垃圾驯化培养后,产气活性有所提高,其中每天投2.5 g实验物料(厌氧污泥接种体占0.5%),培养20 d后的接种体中生物活性最高,平均产气效率达179.5 mL/d,甲烷气体浓度为59.8%,最终降解率为75.5%。