生物原油炼制： 副产物内循环及水热自催化

利用高温高压条件模拟石油生成的生物质水热液化技术可用于制备生物原油,以替代日益枯竭的石油资源,然而副产物处置问题制约了其可持续发展。解决该问题的方法首先是通过水热定向催化调控减少副产物,然后集成各种技术将副产物尽可能原位资源化。基于此并依据生物炼制的思想,本文对一种集成几种水热技术炼制生物原油的模式进行了讨论。依据生物质水热液化副产物的特性,通过对固体产物水热合成制备催化剂、水相产物回用产生有机酸、气体产物分离或彻底氧化后水热还原生产有机酸等,可实现副产物内循环并强化自催化生成生物原油。指出该模式符合绿色化工的理念,对于加快规模化生产可替代石油的生物原油、缓解能源危机具有重要的参考意义。     

考虑生物质供给价格弹性的工业园区综合能源系统规划

针对以生物质联供机组为核心的综合能源系统(integrated energy system,IES)在实际运行过程中存在的生物质燃料收集困难、供应不稳定等问题,文章提出了一种考虑生物质供给价格弹性的综合能源系统规划方法。首先,基于生物质收购价格弹性理论建立了秸秆收集成本模型,并将其引入工业园区综合能源系统双层规划中。其次,上层模型以设备规划容量及秸秆收购价格为优化变量,以年化综合费用最小为优化目标;下层模型以设备逐时出力及秸秆消耗量为优化变量,以考虑价格弹性的秸秆收集成本在内的年运行成本最小为优化目标,并采用粒子群算法和CPLEX工具箱进行联合求解。最后,以吉林省某典型工业园区为算例验证了所提规划方法更贴合工程实际情况,具有更加优越的经济性。     

Research progress on preparation of biomass-derived porous carbon and its adsorption of pharmaceuticals in wastewater

The rapid development of urban modernization and industrialization has caused increasingly serious pollution to the environment, especially water contamination. In recent years, the content of pharmaceuticals in industrial wastewater has increased year by year, and the pollution should not be ignored any more. Therefore, the development of new porous materials for the adsorption and separation of pharmaceutical molecules in wastewater has become a current research hotspot. This article summarizes the recent research on the adsorption and separation of pollutants in wastewater by biomass-derived porous carbons (biochars). First, it briefly introduces the treatment methods of pollutants in wastewater, and mainly focuses on the preparation and modification of biochars. Combined with the surface chemical properties and pore structure of the carbon materials, this paper summarizes and prospects the adsorption properties of biochar to pharmaceuticals.     

Agro-ecosystem modeling can aid in the optimization of biomass feedstock supply

Recent European Directives promoted the development of biofuels, requesting mandatory limits to their emissions ot greenhouse gases (GHG). Second-generation biofuels based on lignocellulosic biomass are prime candidates but their GHG emissions are variable and uncertain. Agro-ecosystem modeling can capture them and the performance of biofuel feedstocks.This study aimed at optimizing feedstock supply for a bioethanol unit in France, from agricultural residues, annual and perennial crops. Their productivity and environmental impacts were modelled on a regional scale using geo-referenced data on soil properties, crop management, land-use and future weather data. Several supply scenarios were tested. Cereal straw was the most efficient feedstock but had a low availability, and only miscanthus could meet the bioethanol plant's demand. Sorghum combined poor yields and high GHG emissions compared by miscanthus and triticale. A mix of three biomass sources used less than 3% of the regional agricultural land while abating GHG emissions by 60%.     

浮游植物现存量表征指标间相关性研究Ⅰ:叶绿素a与生物量

收集国内、外有关资料,并结合潘家口水库现场围隔实验,主要从实验室内研究水体、野外围隔水体及天然水体三个方面,对浮游植物叶绿素a含量与生物量间的相关性进行探讨。结果表明:在实验室条件下,叶绿素a与生物量一般呈显著正相关关系,但当优势藻种发生明显变更时,二者相关性不明显甚至不相关;现有资料显示,野外围隔实验水中,叶绿素a与生物量一般呈显著正相关。在天然水体中,叶绿素a与生物量可能相关或不相关。叶绿素a与藻密度的关系将在续文中予以讨论。     

基于PLC对生物质热解装置的现场控制

采用PLC和触摸屏PT组合的方案实现了对生物质热解装置的现场控制。控制程序由手动和自动控制两个部分组成,并且可以根据需要实现它们之间的无痕迹切换。自动控制程序主要由燃烧、冷凝和热解三个子系统组成,其中温度等模拟量的控制根据调试经验采取分段控制的方法。现场运行表明,本系统具有调节灵活、稳定性好、造价低等优点。     

基于改进旗鱼算法的综合能源系统能量管理

综合能源系统在实现可再生能源利用中具有重要价值。为使系统中各设备出力得到进一步优化,将生物质能与综合能源系统相结合,并且将各个时刻的柔性负荷纳入能量调度,构建了一种沼气发电系统、光伏发电系统与微型燃气轮机驱动下的源-储-荷协同多目标能量管理模型。以系统与主电网的交互及燃料费用、惩罚费用和设备投资及运行费用为优化目标,以用户综合用能满意度、新能源利用率和电能自治程度为评价指标,求解模型最优配置。利用非线性攻击方式、差分变异策略、哈里斯鹰算法中的软包围策略及防止算法停滞策略来改善旗鱼算法的全局搜索能力。通过算例对比分析表明,所提出的改进算法和能量管理模型在不同场景下均有效地提高了经济效益和环保效益,并且改进旗鱼算法在全局寻优和搜索精度等方面具有优势。     

天然生物质水凝胶吸附材料研究进展

生物质资源产量大,但是利用效率不高,将其制备成高吸附性水凝胶不仅可消除环境污染,减少资源浪费,还可以有效地降低成本。综述了近年来天然生物质功能性水凝胶的制备原料及其制备方法,重点概述了水凝胶在重金属离子和染料吸附方面的应用,总结并展望了生物质凝胶的重点研究方向和未来发展前景。     

生物质基SiC陶瓷制备的研究进展

传统工艺制备的碳化硅(SiC)陶瓷性能优异,应用前景广阔,但高温制备造成的成本增加限制了其进一步发展。相比之下,生物质因其自身丰富的孔隙结构成为低温制备SiC陶瓷的理想替代品。本文综述了生物质基SiC陶瓷的结构特性、制备方法、热解机理和影响因素,并探讨碳源和硅源预处理、热解工艺以及应用研究等在制备生物质基SiC陶瓷中存在的问题和发展趋势。