碱金属盐对生物质三组分热解的影响

研究碱金属盐的添加对生物质热解的催化机理。以生物质的主要有机组分(半纤维素、纤维素和木质素)为研究对象,采用热重分析仪对生物质三组分及添加碱金属盐后(KCl、K2CO3和Na2CO3)的热解行为进行试验研究,并采用一级反应对其热解动力学进行计算分析。试验结果表明KCl和Na2CO3的添加对生物质三组分热解的催化作用不明显,而K2CO3对半纤维素和纤维素热解均有明显的促进作用,使他们的热解温度降低,且随着K2CO3添加量的增加,催化作用逐渐增强;对于半纤维素、纤维素与木质素合成的生物质的热解而言,K2CO3的加入使得纤维素和半纤维素的热解失重峰重合;同时K2CO3的添加对木质素的高温热解也有积极的影响。     

生物质热解碳烟的研究进展

碳烟是燃料不完全燃烧或气化形成的纳米级碳质颗粒,是空气中细颗粒物PM_2.5的主要来源之一,也是仅次于CO₂的温室效应主要贡献源之一。碳烟的生成会降低生物质热转化过程中的能量利用效率以及气化过程中合成气的品质。作为生物质热化学转化过程的初始步骤,热解碳烟的生成特性、形成机理和减排方法对转化过程中碳烟的控制具有指导意义。本文从生物质热解碳烟的取样、排放特性、理化性质、生成机理及减排措施等方面进行了综述。着重介绍了热解碳烟的产率、化学组成、微观样貌、内部结构和反应性等,总结了原料特性及热解工况对碳烟产率和反应性的影响,汇总了当前调控热解碳烟排放的主要措施。指出目前针对生物质热解碳烟前体的形成及演化转变机理仍不明确,热解碳烟的氧化反应机理研究鲜有报道。此外,热解碳烟生成受原料类型和热解工况等诸多因素影响,当前研究多为单因素的影响分析,缺乏针对碳烟排放的多因素耦合优化研究。     

生物油热解气化的TG-FTIR分析

该文主要目的是了解生物油的热解气化特性及气体产物的析出特性,采用木屑快速热解生物油为对象,利用热重与傅立叶红外分析仪联用对生物油的热解气化行为进行实验研究。实验结果表明生物油的热解分为两个阶段:挥发分的快速析出(200～300℃)与生物油的碳化,生物油的热解气化符合三维扩散模型,且随着升温速率的升高热解活化能先升高后降低。红外分析结果表明生物油热解气化的主要气体产物为CO、CO_2、CH_4、H_2O和碳氢化合物等小分子气体,有机化合物的析出主要在低温段,而生物油中重质组分的裂解主要在中高温度段。     

660MW超超临界汽轮机高压转子的高温蠕变强度分析

为了研究在高温下某660 MW超超临界汽轮机高压转子的蠕变强度,利用有限元计算方法分析了转子在额定工况下的温度和应力分布,并采用幂率模型和孔洞长大机理预测了该转子在2×105h工作中的蠕变行为,研究结果表明:在额定工况下,转子最高内应力低于屈服极限,处于纯弹性变形状态;转子内大部分区域温度在300～600℃,已进入蠕变温度范围.蠕变与热弹性耦合分析表明:蠕变会引起转子内部应力的重新分布,转子前轴封圆弧段的蠕变应变较高,而且多轴应力对该区域蠕变韧度的影响明显,应当引起足够重视.     

生物质双相溶剂体系制备5-羟甲基糠醛的过程强化研究进展

5-羟甲基糠醛（HMF）作为一种基于木质纤维素类生物质的重要平台化合物,是多类高价值化学品和液体燃料的前体,但因理化性质不稳定,其高效制备面临巨大挑战。单一溶剂体系中生物质降解所得HMF产率低且副产物多,在原反应相中加入有机溶剂实现反应过程中HMF的原位萃取可大幅提高其选择性,目前采用双相溶剂体系已成为研究主流。本文在介绍双相溶剂体系、有机溶剂、反应原料、催化剂等影响生物质液相降解制备HMF的基础上,揭示优化反应条件强化两相溶剂界面传质对提高产物产率和反应效率的重要作用,并围绕增强相界面扰动和优化溶剂体系两个主要方面,重点综述了基于传质强化的生物质两相溶剂体系降解制备HMF的研究现状,最后对未来发展趋势进行了展望。     

生物质燃料转化利用技术的现状、发展与锅炉行业的选择

介绍了生物质成型、生物质气化、生物质液化及热解多联产等几种常见的生物质转化技术。分析了生物质燃料在锅炉行业中的利用现状及存在的主要问题,并指出锅炉行业未来应立足生物质燃料的发展,并朝着原料绿色化、生产清洁化和产品智能化的方向发展。     

中国农作物秸秆资源时空分布及其产率变化分析

文章利用农作物产量、考虑区域差异的草谷比因子及地理信息系统,分析了我国2000-2015年的农作物秸秆资源总量及其分布特点和不同区域耕地的秸秆产率变化情况及生产潜力。研究结果表明:2000-2015年,我国的可收集农作物秸秆资源量从3.30亿t增至4.47亿t,且秸秆资源的增长速度有逐渐加快的趋势;秸秆资源分布具有区域差异性,2015年,河南、黑龙江及山东等省份的秸秆资源最为丰富,同时,河南、山东及新疆等省份的耕地秸秆产率较高,在这些地区发展农业生物质产业具有原料丰富、收集和运输成本较低等优势;2000-2015年,东北、华中和西北地区的秸秆资源量增长趋势明显,且东北、华北及西北地区的耕地秸秆产率增长超过60%,这些地区具有发展大型农业生物质利用产业的潜力。     

矿物质对沥青岩结渣特性的影响

利用流化床系统对土耳其沥青岩进行结渣特性实验,测定矿物添加剂作用下沥青岩的结渣量,并利用X射线荧光光谱分析(XRF)以及HSC Chemistry模拟软件对沥青岩中矿物质在升温过程中的转化进行分析。结果表明,硫酸钙对沥青岩的结渣特性影响显著,灰中硫酸钙含量越高,硅酸钙含量越低,沥青岩的结渣程度越大。通过添加矿物添加剂可以将灰中的硫酸钙转化为硅酸钙,从而显著降低土耳其沥青岩的结渣倾向。     

氧化温度对沥青岩结构及其燃烧特性的影响

沥青岩是一种挥发分含量高,粘结性强的燃料,采用低温氧化方法可以降低其粘结性,有助于其在锅炉中燃烧。研究氧化温度对沥青岩结构及其燃烧特性的影响,发现沥青岩的粘结性受醚键、脂肪烃和羰基共同作用,其中醚键的作用较大;沥青岩及其氧化样的燃烧过程包括水分脱附和蒸发、吸氧增重反应、受热分解过程、剧烈燃烧和燃烬5个阶段,低温氧化使得热分解阶段延迟,沥青岩的粘结性降低。     

HTW加压流化床煤气化模拟

为深入了解高温温克勒（high-temperature Winkler,HTW）加压流化床煤气化过程,采用Aspen Plus构建相应模型,以氧煤比和蒸汽煤比为变量,对HTW加压流化床气化炉的气化气成分、热值、气体产率和冷煤气效率进行了模拟。模拟结果表明,随着氧煤比的增加,出口温度升高,CO含量增加,H₂含量先增加然后略有减小,CO₂和CH₄的含量降低,气体产率增加,气体热值下降,冷煤气效率下降。HTW加压流化床气化炉的常见运行温度为1 050℃,在此工况下的氧煤比大约为0.71,而水蒸气煤比对HTW加压流化床气化炉的运行性能影响较小。模拟结果对HTW加压流化床煤气化技术的深入研究与实际设计具有指导意义。