高酸值废油制备生物柴油的研究

以高酸值废弃油脂为原料,以同体酸为催化剂催化酸化油的预酯化反应,KOH催化转酯化反应,较系统地研究了醇-油摩尔比、反应温度、催化剂加入量、反应时间等因素对预酯化效果的影响.其优化的操作条件为:醇-油摩尔比8∶1,反应釜温度75℃,催化剂加入量为10%,反应4 h,高酸值废油的酸值由140 mg/g可降至3.8 ms/g,达到下一步酯交换阶段不出现皂化现象的要求.经KOH催化酯交换和精馏后制得的生物柴油产品部分主要指标达到德国现行生物柴油标准DIN V51606.     

利用皮状丝孢酵母对甘蔗渣酶解液产油脂的研究

本试验旨在研究碱和高温液态水2种预处理方式对发酵的影响。甘蔗渣分别利用碱和高温液态水(LHW)预处理,然后使用纤维素酶进行酶解。在LHW和碱预处理后的酶解液中,分别含22.06和39.28 g/L总糖。不经过浓缩,也不需要添加任何营养物质,酶解液被用于皮状丝孢酵母的油脂发酵试验。经过3 d的培养,在LHW预处理的酶解液中,皮状丝孢酵母的生物量达到了8.08 g/L,油脂质量分数为52.00%,油脂系数高达19.03%。在碱预处理的酶解液中,经过8 d的培养,皮状丝孢酵母的生物量为13.67 g/L,油脂质量分数为43.20%,油脂系数为15.03%。脂肪酸组成分析表明所产油脂与棕榈油的组成相似。试验结果表明,甘蔗渣是一种有前景的产油脂原料,LHW是一种良好的预处理方式。该研究为利用甘蔗渣发酵产油脂提供了新思路。     

石墨束微生物燃料电池产电性能研究

试验研究了以乙酸钠为燃料,以石墨束为阳极的双室微生物燃料电池的产电情况.试验结果表明,经过6d的启动期,电池输出电压达到稳定状态,以乙酸钠为燃料时最大输出电压可达到698mV,并可持续10d左右,电池内阻为44.6Ω,最大体积功率密度可达6 321.1 mW/m3,最大面积功率密度为745.5 mW/m2,COD的去除率可达85%以上.燃料电池在外阻为510Ω条件下运行1个周期,其库仑效率约为20%.     

厌氧发酵过程中pH值的数学模型研究

从厌氧发酵过程中微生物作用的机理出发,对影响pH值的主要因素进行了分析.根据电离平衡理论,建立了厌氧发酵过程中pH值的理论计算公式.根据Cobb的实验结果对本计算公式的有效性进行了验证,计算结果与实际测量的平均误差只有3.4%.结果表明公式较好地描述了厌氧发酸过程中碱度、有机酸、氨氮浓度等因素对pH值的影响规律,并能对pH值进行预测计算.     

生物质流化床空气-水蒸气气化模型研究

根据流化床反应器特点,结合生物质气化动力学反应机理,建立了生物质在流化床内气化的等温稳态、一维二相动力学模型。该模型所做的主要假定如下:流化床分为气泡相和乳相,在气泡相和乳相内均存在化学反应,考虑二相内的轴向气体扩散,生物质热解过程瞬时完成,主要考虑焦碳以及CO,CO2,H2,H2O,CH4等在流化床内发生的8个主要化学反应。数学模型属于常微分方程组边值问题,利用数值计算软件M atlab7.0进行编程求解。以木粉为原料,将模型结果与实验结果进行了对比,模拟结果与试验数据符合良好,在一定程度上证明了模型的有效性和可靠性。     

高酸值生物柴油原料的预酯化反应装置的实验研究

以固体酸为催化剂,对高酸值废弃油脂进行预酯化反应研究。讨论了不同降低水分含量的方法对反应的影响,并考察了反应条件(醇油摩尔比、反应时间)对预酯化效果的影响。实验结果表明:在反应体系中添加吸水剂分子筛可提高预酯化反应效率;反应体系中添加过量的甲醇能大大缩短反应时间,在反应温度75℃,催化剂加入量为10%(W/W),最佳醇油摩尔比8∶1,最佳反应时间4h的条件下,可将酸化油的酸值降至3.8mgKOH.g-1,满足酯交换反应酸值小于4.0mgKOH.g-1要求。     

超低浓度马来酸催化水解纤维素的机理研究

将超低浓度马来酸应用于纤维素水解研究,对间歇条件下最优工况的产物和超低浓度硫酸水解纤维素产物与前人结果进行比较,初步探讨了马来酸水解纤维素的机理。试验在高温高压反应釜中进行,液固比为20∶1,转速为500 r/min,反应压力为4 MPa,改变温度和酸浓度,多点采样,结果发现,超低马来酸催化滤纸纤维素水解产糖效果较好,糠醛类降解产物明显少于硫酸催化。推导整合马来酸催化纤维素水解的基本原理,与常规无机酸催化相比,马来酸水解可同时遵循拟糖苷酶催化与一般酸催化机理,并能通过自身特性有效抑制还原糖的降解,从而获得较高的糖收率。     

中外沼气产业政策浅析

本文在分析我国沼气产业发展现状的基础上,梳理了现有沼气产业政策及其在产业链各环节上的布局,并与沼气产业发达的欧盟地区的政策进行对比。分析结果显示,我国颁布法律鼓励发展沼气,制定发展规划,提出沼气的阶段性发展目标,出台经济扶持政策补贴原料利用、工程建设及终端应用,制定国家及行业标准规范产业发展,立法及扶持政策推动我国沼气跨入产业化发展阶段。但与欧盟地区的产品补贴力度大、范围广,减免税政形式多样,标准化和质量检验体系完善等特点的产业政策相比,我国沼气政策仍存在终端产品补贴力度不足、工程及装备标准认证体系滞后、市场监管及运营粗放等问题。基于此,提出转变沼气工程建设及产品补贴方式、加强沼气产业减税政策的执行力度、完善和统一沼气产业规范标准体系等建议。     

木质纤维素糖平台构建的研究进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源,其中纤维类多糖的酶催化降解是木质纤维素生物炼制的关键环节之一。对木质纤维素进行预处理,破坏底物的顽抗特性,是实现木质纤维素高效酶解糖化的必要途径。本文就目前预处理的各种方法进行了综述并讨论了预处理方法对酶解效果的影响。     

三种能源草厌氧发酵制备生物燃气初步研究

以华南地区生长的多年生草本植物象草、芒草和五节芒为原料,采用序批式中温（35 ± 1℃）厌氧发酵工艺,研究这三种能源草制备生物燃气的性能。结果表明：象草、芒草和五节芒的最高日产气率分别为31.33、24.84和19.51 Nml•(gVSadded)−1•d−1,原料产气率分别为355.78、285.58和235.38 Nml•(gVSadded)−1,产甲烷率分别为166.43、109.89和97.20 Nml•(gVSadded)−1,占理论产甲烷率的33.83%、21.67%和19.48%,象草的厌氧发酵性能优于芒草和五节芒的主要原因是象草中纤维素、半纤维素等易降解的有机物含量较高。修正的Gompertz方程拟合效果较好,象草、芒草和五节芒的累积产气量分别为344.81、290.11和279.01 Nml•(gVSadded)−1,延滞期分别为5.96、0.71和0 d。