生物质加压液化制备生物油研究进展

回顾了生物质加压液化技术的发展历程,对生物质加压液化的反应机理进行了分析,分别探讨了生物质原料、液化溶剂、催化剂、液化气氛、液化温度、压力及反应时间对液化效果的影响。分析了目前液化生物油提质精炼的研究进展,指出在这方面的研究需进一步加深,为以后的工业化生产积累经验。     

秸秆灰利用的研究进展

生物质热化学转化过程中产生的秸秆灰已逐渐成为经济和环境的负担。随着生物质热化学转化技术的进一步发展,秸秆灰的利用问题逐步凸显。基于秸秆灰的特性,秸秆灰能制备很多的化学产品;能应用在建筑工业中;作为一种主要的吸附剂能去除很多污染物,尤其是在经过物理和化学活化后吸附效果更显著;由于秸秆灰的基本矿物元素与土壤相近,经过处理后,还能作为农业肥料使用。本文还介绍了秸秆灰在化学工业、建筑材料、环境管理及农业领域的更进一步的研究情况。     

抽提物的去除对生物质热解的影响研究

利用惰性溶剂除去生物质中的可溶抽提物得到相应的抽提残渣,采用FT-IR对抽提残渣和生物质原样进行结构表征,并利用管式炉反应器以10℃/min的升温速率对抽提残渣和生物质原样进行热裂解实验,以了解它们的热裂解产物分布及热解规律。结果表明,抽提物的去除不会改变生物质的基本结构,对其热失重行为的影响也很小。热裂解三相产物中气体产物产率最大,达50%,其主要成分为H2,CO,CO2,CH4以及小分子烃类。与生物质原样相比,抽提残渣中的H2产率上升,而CO产率下降。液相产物中主要是酚类、烷烃类、四氢呋喃类、酮类、酸类、酯类、多环芳香类化合物和少量脱水单糖。其中酚类物质含量最多,超过55%。而且在抽提残渣的焦油产物中,酚类的总量和种类均比生物质原样多,其他类物质产率与生物质原样相比则有所减少。     

稻壳与褐煤共热解过程的TG-FTIR分析

利用TG-FTIR技术对稻壳与褐煤按照不同比例进行的共热解过程进行分析.结果发现,共热解过程的热失重相对于单独热解有所加深,尤其是在稻壳与褐煤按照2∶8比例进行共热解时;共热解过程的热解产物发生变化,其中CO2产物增加明显,CH4产物略有减少,CO产物略有增加,其他有机化合物如酚类化合物、含羰基结构化合物和含芳环结构的化合物都有所减少.根据共热解产物变化规律和生物质与褐煤单独热解反应的机理,分析共热解过程中二者发生协同作用的原因是:生物质中的金属氧化物对煤炭黏结成焦炭过程有抑制作用,从而促进了煤炭的进一步分解;并且在慢速共热解过程中生物质相对于煤炭先产生H2,而H2的存在抑制了煤炭在高温时的缩合反应,从而加强了其裂解反应.     

稻壳和褐煤热解特性的初步研究

利用TG-DSC联用分析稻壳与褐煤热解过程中热失重规律及吸放热情况,结果发现,稻壳的热失重率较大,共热解失重过程相当于二者单独热失重过程的叠加。通过DSC曲线分析稻壳与褐煤热解过程的吸放热量显示,与二者单独热解过程不同的是共热解在高温热分解阶段须吸收大量的热量。利用气相色谱分析不同温度下稻壳与褐煤热解气体产物各组分比例,并与热失重过程相对应分析气体产物变化规律,结果发现,H2和CH4气体组分变化规律相同;与褐煤热解相比,稻壳热解气体产物中CO气体组分较多。总体而言,共热解产物是二者单独热解产物的简单加和,但共热解过程吸放热量变化却显示二者存在热量交换和相互影响。     

木屑复合溶剂液化及液化油的组分分离试验研究

以浓H2SO4为催化剂,采用甘油-甲醇复合溶剂体系,利用高温高压下甲醇的超/亚临界效应,探索了原料粒径、液化时间对杂木屑液化效果的影响。研究结果表明:在1 L的高压釜内,甲醇300 g,甘油150 g,浓硫酸1.5 g,粒径为0.28~0.90 mm的杂木屑60 g,在250℃下反应10 min,然后通冷却水快速冷却,木屑转化率为88.87%。利用精馏分离方法对液化油进行分级分类,分别收集70℃以下,70~80℃,80~90℃三个温度段的馏分,进行精馏试验的物料衡算,并通过GC-MS分析各馏分的物质构成,结果表明,各馏分的物质构成较复杂,但主要是一些小分子含氧衍生物,包括烃类、醇类、醛类、酯类、酮类以及芳香族等类别化合物。通过液化油与其精馏釜残留对比分析结果发现,两者在官能团构成、分子量分布上区别不大,说明液化油稳定性较好,在精馏过程中并未发生过多的聚合反应。     

生物质及生物质组分的慢速热解热效应研究

利用绝热加速量热仪(ARC)进行多种生物质及生物质组分的慢速热解,检测热解过程的吸放热情况,结果显示在缓慢升温过程中,纤维素的放热峰在256.2~279.2℃之间,放热量约为673.9J/g,质量分数为51.8%固体炭产物;而木聚糖在219.8~253.7℃之间有一尖锐的放热峰,放出热量约为873.3J/g,得到质量分数为68.7%的残余固体;木质素的热流曲线却在133.3~292.2℃有吸热趋势,吸收热量为340.1J/g,得到质量分数为80.4%的固体炭。各生物质的热流曲线中均有两个相连的放热峰出现,分别来源于半纤维素和纤维素。各生物质热流曲线特征值各异,但起始放热温度在190℃前后,第1个峰值温度在220℃左右,第2个放热峰峰值集中在255℃前后。     

木质生物质各组分热解过程和热力学特性研究(摘要)

<正>生物质是目前唯一能够同时提供固体、液体和气体燃料的可再生能源。然而由于生物质结构复杂,其热解也是一个包含物理化学变化的复杂过程。为了揭示热解过程中生物质及生物质组分的吸放热规律,以及组分间的相互影响规律,采用热分析技术及热重分析技术对生物质及其组分热解过程进行了研究,所做的工作主要有如下几个方面:     

褐煤与稻壳加水共热解特性研究

研究了试样中加水量对褐煤与稻壳共热解过程的影响.在原料中加水再进行热解,考察不同加水量下热解气体产物总量变化规律,并利用气相色谱分析热解气体产物组分的变化情况,同时分析加水量对热解剩余固体产物的影响.结果发现,随着加水量的增多,共热解气体产物总量增多,当加水量为原料质量的60%时气体产物增加最多;此外,加水量增多可以提高共热解气体产物中H2/CO比,但对CO2组分影响不大;不同加水量下固体转化率变化不大,但不同加水量对剩余物表面官能团有一定影响,从加水量为60%开始剩余固体表面含氧官能团有明显减少,这与加水量对气体产物的影响规律相对应.