黑液快速热解工艺及实验

在无氧环境下对黑液进行快速热解,获得液态的生物油和由碱金属盐类与炭结合组成的焦炭。结果表明:黑液快速热解将黑液中的木素转化为含丰富的酚类化合物的生物油,有利于黑液的资源化利用;生物油的GC-MS分析表明,其主要由10种酚类、6种酮类及5种不饱和烃类组成,其中酚类相对百分含量高达88.02%,是代替苯酚合成酚醛树脂胶黏剂的理想原料;理论上可以通过快速热解高效回收碱。     

脱墨污泥热分解特性及其热解动力学浅析

利用热重分析法和实验室自行设计的静态热解炉对脱墨污泥的热解行为及热裂解特性进行了研究,探讨了不同升温速率对脱墨污泥热解反应特性的影响,并根据微分热重曲线建立了动力学模型,计算热解反应的动力学参数.结果表明,脱墨污泥的热失重过程可分为水分析出、挥发物质析出、固定碳燃尽和碳酸钙热分解4个阶段,其热解反应动力学为3个三级反应.从利用电子探针显微技术、气相色谱和傅里叶红外分析方法对热裂解产物进行表征的结果来看,造纸脱墨污泥具有很好的资源化综合利用前景.     

干化造纸污泥与生物质共热解特性及成炭机制研究

制浆造纸废水处理环节,造纸污泥(PS)是主要副产物,通过对热解技术的合理使用,可以让造纸污泥的产量减少,实现无害化、稳定化运用。但造纸污泥中的灰分含量高、生物油产率偏低,如果作为燃料直接利用,难度较大。若将生物质合理添加其中,可以让造纸污泥单独热解不足的问题得到解决,有助于热解效率的提高,更能让产物的品质得到优化。     

生物质炭去除水中重金属Pb(Ⅱ)的研究进展

生物质炭作为一种高效的、低成本的吸附剂,在重金属污染水处理领域引起了人们的广泛关注和研究。文章首先综述了在不同原料、热解温度及热解时间条件下生物质炭的理化性质的差异,然后阐明了生物质炭吸附重金属Pb(Ⅱ)的主要影响因素,分别是生物质炭投加量、反应溶液温度、pH值和重金属Pb(Ⅱ)初始浓度,最后提出了对生物质炭进一步的研究需求和未来的研究方向,以供参考。     

基于概率神经网络的生物质燃料识别

基于概率神经网络原理,利用MATLAB神经网络函数,以27组生物质热解实验数据作为样本,建立了一个以着火点温度、峰值温度、最大失重速率、平均失重速率、燃烧特性指数为输入变量,以生物质类型为输出变量,能在生物质热解过程中进行识别的概率神经网络模型。模拟结果显示杆类、草类和炭类生物质在热解过程中均能正确地被识别。证明该模型具有较强的识别能力,可以对不同种类的生物质进行识别,从而为生物质精确燃烧提供指导。     

不同原料低温生物炭的性质及氨氮吸附性能

本研究以油葵秸秆（SS）、扁桃核（AH）和核桃壳（WS）3种组织结构差异较大的农业废弃物为原料,在低温下（250、300、350 ℃）慢速热解制备生物炭材料,探究其性质与氨氮吸附性能。结果表明,热解温度和原料种类对生物炭的性质影响较大,由SS制备性质稳定的生物炭所需碳化温度低,且C元素含量高。含氧官能团含量与热解温度呈负相关,SS、AH和WS在250 ℃时制备生物炭的含氧官能团含量最高,分别为2.65、2.46和2.47 mmol/g;而300 ℃时制备的生物炭对氨氮的平衡吸附量最大（pH值=7）,分别为0.9512、0.9548和0.6085 mg/g。生物炭与溶液中NH₄⁺吸附时存在静电作用,在酸性或阳离子共存条件下,吸附量降低。生物炭和商业活性炭（AC）的吸附过程均符合伪二级动力学模型与Langmuir模型,属于单层化学吸附,且生物炭对氨氮的吸附量高于AC。     

烟草废弃物生物炭元素组成及其重金属安全性研究

为明确热解温度对不同烟草废弃物生物炭中元素组成及重金属安全性的影响,以烟秆、烟梗及废弃烟叶为原材料,研究了2种热解温度(450℃和600℃)下制备生物炭的产率、元素组成、重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)含量及其浸出毒性特征。结果表明,当热解温度从450℃升至600℃,各废弃物生物炭的产率降低,生物炭中的碳(C)含量升高,而氮(N)和氧(O)含量降低;其中烟梗炭的产率最高,烟秆炭的碳含量及烟叶炭的氮含量最高。随热解温度升高,各生物炭中Ni、Cu、Zn、As和Pb等重金属含量均呈不同程度升高,而烟叶炭中Cr及烟梗和烟叶炭中Cd含量在600℃热解温度下显著低于原材料中含量;随热解温度升高,烟梗炭的Cr、As元素和烟叶炭的Zn、As元素的相对富集系数(REF)下降,且由富集趋势(REF>1)转为挥发趋势(REF<1);烟叶炭的Ni、Cu元素则由挥发趋势转为富集趋势。各生物炭中重金属的沥滤浸出毒性(TCLP)均低于其原材料浸出液,生物炭浸出液中Cu、Cd和Pb含量随热解温度升高而降低,As含量呈相反趋势,各生物炭浸出液重金属含量均低于GB 5085.3-2007浸出毒性规定限量值,表明烟草废弃物生物炭的重金属浸出毒性较低,可以在农田中安全施用。     

宜宾多粮浓香型白酒糟生物炭的成分和结构特征分析

以四川宜宾多粮浓香型白酒糟为原料制备生物炭,利用元素组成分析、X-射线衍射和红外光谱对白酒糟生物炭的成分和结构特征进行研究,探讨热解温度对白酒糟生物炭的产率、外观、元素组成、物相和表面基团的影响。结果表明,白酒糟生物炭主要以非晶态碳形式存在,并含有少量石英相。白酒糟加热裂解制备生物炭是一个芳香性增强和极性减弱的过程,生物炭的产率随热解温度的升高而降低,热解温度以400～450 ℃为宜。     

木素催化热解的研究现状

木素是一种富含芳环结构且来源广泛的可再生生物质资源。木素催化热解制备精细化学品和高品质燃料,是生物质资源全组分综合利用的重要组成部分。木素催化热解不仅可以提高木素热解产物的选择性,还可以提升热解产物的品质和拓宽应用途径。本文较详细地综述了木素催化热解催化剂的几种类型,从催化剂的种类、反应机理、催化效果等方面介绍了国内外的主要研究进展,并指出了木素催化热解工业化过程中存在的技术问题及今后研究工作的主要方向。     

热解温度对小麦秸秆生物炭吸附氨氮作用的影响

文章以小麦秸秆为原料制备生物炭,研究了热解温度(300℃、400℃、500℃、600℃)对生物炭吸附氨氮作用的影响,为在实际工程中利用生物炭去除水体中的氨氮提供数据基础。结果表明,生物炭对氨氮的吸附在1 h内即达到平衡,吸附动力学过程符合准二级动力学方程;吸附等温线符合Langmuir方程,理论最大吸附量从300℃的4.983 mg/g降至600℃的2.777 mg/g,变化趋势与阳离子交换量(CEC)正相关。温度、投加量和溶液初始pH值均显著影响生物炭对氨氮的吸附效果。     

将皮革废弃物转化成有用之物

本文的主要目的是研究利用不同类型的皮革废弃物制备有用的材料。在450和600℃的N2气氛中，将三种不同类型的制革废弃物（铬鞣革屑、植鞣革屑和磨革灰）在固定床反应器中进行热解处理。通过热解，得到了气体、油、碳酸铵和含碳残留物。本文研究了温度和皮革废弃物类型对热解产物分布的影响。磨革灰的油产率最高（ca．23％），而其它的废弃物只有ca.9％。元素分析和柱层析的结果表明，热解油经过重新处理后，可作为燃料或化工原料。含碳残留物（焦碳）的产率在37．5％到48.5％之间，它们的卡路里值在4300到6000kcal·kg^-1之间，适合用作固体燃料。此外，本文用CO2对焦炭进行活化，制备出了活性炭。由铬鞣革屑制备的活性炭，其表面积最大（799.5m^2·g^-1）它可以作为吸附剂来吸附水溶液中的染料。     

废旧纺织品资源化循环利用研究进展

为实现纺织废弃物的循环再利用,促进纺织产业链闭环系统的构建,基于现有研究成果,对当前废旧纺织品的回收框架进行总结,对资源化循环利用方法进行综述,主要包括初级回收、物理回收以及化学回收,并分析了各回收工艺的优缺点;阐述了纤维素纤维、聚酯纤维、蛋白质纤维等纤维及其典型混纺织物的回收处理工艺研究进展,介绍了基于废旧纺织品的功能性材料的制备方法,以及其用于隔声材料、泡沫材料、太阳能蒸发和电容材料等领域的研发进展。最后指出,废旧纺织品的综合评估系统是解决资源化循环利用提速、提质,并实现工业化规模生产的关键。     

废旧纺织品的回收再利用

文章主要阐述了废旧纺织品的来源、处理方法及回收再利用工艺,国内废旧纺织品回收再利用现状及"十二五"规划中废旧纺织品资源化利用的现状,并针对国内当前废旧纺织品回收再利用中存在的主要问题和缺陷提出相关建议。     

木纤维-聚丙烯原料及复合材料的热解特性研究

利用热重分析仪对木纤维-聚丙烯(PP)复合材料及其两种主要原料在静态空气中的热解特性进行了研究.试验结果表明:木纤维在热解过程出现两次失重峰,在第一燃烧阶段,活化能比较稳定,平均72.83 kJ/mol;燃烧第二阶段热解复杂.聚丙烯属于单峰失重,初始热解活化能为127.77 kJ/mol,随着温度上升活化能降低,甚至低于木材活化能,但综合比较热稳定性聚丙烯比木纤维高.木纤维-聚丙烯复合材料表现出两种原料共同促进了热解、燃烧的现象.     

油茶壳高品位资源化利用的Py-GC/MS分析

采用Py-GC/MS联机技术研究油茶壳高品位资源化的利用.新鲜油茶壳经冷冻干燥除水后,于590 ℃的He气流中进行热解,然后对热解产物进行GC/MS联机分析,采用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量,并鉴定出46个化合物.分析结果表明,油茶壳热解产物富含名贵生物医药、名贵香料成分,副产物不仅可用于高档化妆品和护肤品,还可用于生物能源以及食品、染料、工业溶剂等的原料.     

大豆油的热解特性及其产物分析

本实验利用自制固定床反应器对大豆油进行热解,然后利用GC-MS、FT-IR以及元素分析对其进行分析。探讨了不同热解参数(热解温度、氮气流速、进样速率、大豆油和甲醇比例)对大豆油热解特性及其产物生物油组成的影响。结果表明:大豆油热解的最佳条件为热解温度为550 ℃、氮气流速150 mL/min、油脂进样速率为0.3 mL/min、大豆油和甲醇体积比为3:1。大豆油热解产物由脂肪烃和含氧化合物(酯、醇、酸、醚等)组成,其中脂肪烃含量可达到31.37%。     

生物质组分快速热解联产生物质炭和碳纳米管的研究

以纤维素、木聚糖和碱木质素为原料,通过快速热解的方法,使热解挥发性组分在泡沫镍催化下形成上层炭,同时固体产物形成残留固体炭（即下层残炭）。纤维素和木聚糖所得上层炭中含有大量的碳纳米管（CNTs）,且掺杂有部分石墨片,而碱木质素则难以形成CNTs。其中,纤维素CNTs比木聚糖CNTs含有更多的石墨化碳,并且纤维素CNTs的石墨化程度、比表面积和产率均较高。纤维素残炭和木聚糖残炭则为致密块状结构,石墨化程度低;纤维素残炭的得率更高,因此纤维素整体的利用率比木聚糖高。结果表明,纤维素和木聚糖的热稳定性较低,热解过程可以产生大量的挥发性组分,且大多为小分子,为CNTs的形成提供了较充足的碳源,而碱木质素的热稳定性高,且热解气体产物少,不利于CNTs的形成。     

黄斑污染物对卷烟纸热解燃烧特性及反应动力学的影响

采用热重分析技术研究黄斑污染物对卷烟纸热解和燃烧特性的影响,利用Coats-Redfern法对比不同污染物侵染卷烟纸热解和燃烧主要质量损失阶段的动力学差异,并基于热重数据的主成分分析,探索区分不同污染物的可行性。结果表明,不同污染物在卷烟纸纤维表面的附着形态不同,各卷烟纸的热解和燃烧过程均可分为4个主要质量损失阶段。其中在热解质量损失过程中,润滑脂类污染物可提高纤维素分解阶段的终止温度和质量损失率,并降低木质素分解及焦炭形成阶段的质量损失率;在燃烧质量损失过程中,润滑脂类污染物显著降低了卷烟纸的引燃温度和燃尽温度,润滑脂类和香精糖料污染物对综合燃烧特性指数的影响趋势相反;热分解动力学显示,不同污染物均会降低热分解反应活化能,尤其是润滑脂类改变了卷烟纸热分解过程的反应机理函数,并显著降低了反应活化能;基于热解和燃烧质量损失数据的主成分分析显示,润滑脂类和香精糖料侵染的卷烟纸能够与原始卷烟纸有效区分。     

沙棘籽生物炭对苯酚的吸附特性研究

为促进沙棘籽的资源化利用,以沙棘籽为原材料,采用慢速热解技术分别于300、400、500℃条件下制备生物炭吸附剂(BC300、BC400、BC500),研究其去除水中苯酚的效果。吸附实验结果表明,生物炭的制备温度明显影响其对苯酚的吸附效果,3种温度制备的生物炭对苯酚的吸附能力表现为BC500BC400BC300。苯酚的初始浓度、吸附温度、时间等因素均影响吸附效果。45℃下苯酚初始浓度为20mg/L时,BC500对苯酚的去除率最高,达92.1%,生物炭对苯酚的等温吸附线符合Langmuir模式和Freundlich模式。探明了沙棘籽制备生物炭吸附剂及其去除苯酚的最适条件,可为沙棘籽应用于苯酚等有机污染物的去除提供理论依据。     

竹浆黑液木质素热解油分子尺寸的量子化学计算及其分布特性研究

黑液木质素主要以生物质制浆造纸过程中的固体残渣形式存在,是一种潜在的生产高价值化学品的原料。本研究采用异核单量子相干核磁共振技术(HSQC-NMR)表征了竹浆黑液木质素和热解重油,并用量子化学计算方法研究了黑液木质素在600℃高温条件下热解油组分的分子尺寸。结果表明,竹浆黑液木质素由G型、S型和H型木质素单元构成,热解油的主要组分为酚类、酮类、醇类和醚类化合物。热解油小分子组分的y维度与动力学直径主要集中在6.5~8.4Å区域。根据量子化学计算结果,木质素催化热解制备高品质液体燃料可选用孔径尺寸在6.5~8.4Å的分子筛催化剂。