牛粪及其半焦的热解动力学特性比较研究

基于热重实验和多伪组分平行反应模型,采用多峰高斯拟合与Coats-Redfern分析相结合的方法,比较研究牛粪及其热解半焦的热解动力学特性,重点分析制焦温度(300~600℃)和升温模式(慢速和快速)的影响。结果表明:随着热解温度的升高,牛粪热解反应表现为脂溶性物质、半纤维素、纤维素、木质素以及灰分5大伪组分先后发生异化、分解,脱挥发分的过程,相互耦合,但具有各自的热分解主导区间;5大伪组分的活化能依次为33.34、98.27、176.51、31.34和63.27 k J/mol,热分解主导区间分别为120~400℃、250~380℃、310~370℃、250~530℃和600~700℃;随着制焦温度的升高,残余半焦中木质素伪组分的活化能逐渐增大,且随制焦温度的升高而升高,灰分伪组分的活化能也较牛粪原样中灰分伪组分的活化能有不同程度的增加,但并非线性递增关系;慢速和快速制焦模式对半焦中伪组分的活化能影响显著,但对其热分解主导区间的影响较小。     

分段式热解工艺2种高温模式下牛粪热解与气化产物特性

为确定牛粪连续分段式热解高温段热解模式和中高温段分界温度点,利用煤气分析仪、压汞仪和扫描电镜分析研究在管式气氛炉内中温段干馏、高温段干馏热解和水蒸气气化2种模式(在不同温度点通入水蒸气)下,牛粪热解与气化产物产率变化以及生物炭孔隙结构特征的演变。结果表明:随着温度的升高,在2种模式下均出现固相产率下降、气相产率升高、气相热值增大的趋势;与干馏相比,水蒸气气化模式可明显改善生物燃气安全利用性能;水蒸气气化模式下固相产物总孔隙度明显大于干馏模式,平均孔径差异不明显,除700℃外,其他温度条件下干馏模式固体比表面积明显高于水蒸气气化模式;在800℃及以下温度时,固相产物保持明显的骨架及纹理结构,其SiO_2基本处于无定形态,宏观上也表现出良好的散粒体特性,在900℃时,水蒸气气化模式下的固相产物出现明显的熔融结晶状态,炭中存在严重的团聚渣块现象,渣块坚硬且密实,干馏模式下产物未出现熔融结渣状况,但出现结构变形。     

湿牛粪在固定床反应器内热解制富氢气体参数研究

为探索湿牛粪热解气化制富氢气体的参数,以湿牛粪为研究对象,在固定床反应器内采用单因素试验法,对不同温度、水分质量分数、升温速率和进料温度条件下,热解气产率、H_2产率、热解气成分、热值和碳转化率的变化进行实验研究和分析。结果表明:随着温度的升高和水分质量分数的增加,H_2容积百分含量、热解气产率和热值增大;当反应温度从700℃升至900℃时,H_2容积百分含量从35.99%增至49.19%,单位干物质产气量从277.37 mL/g增至924.26 mL/g,气体的热值从3681.58 kJ/m~3增至6167.56 kJ/m~3。升温速率和进料温度对H_2容积百分含量和产气率的影响不明显,在不同升温速率和进料温度条件下,H_2容积百分含量波动幅度较小。     

抗菌家电正当时

链接:世界抗菌产业的发展轨迹 现代抗菌材料的大规模应用始于第二次世界大战时期。德军穿用经抗菌处理加工的军服,减少了伤员的细菌感染和伤兵减员。20世纪60年代以后,抗菌卫生织物开始在民用产品中推广。上世纪80年代,日本因O—157病菌导致了全国公共卫生的危机,进而引发了对日常流行病的防治和提高因环境材料引起的微生     

生物炭和乙醇对油菜秸秆沼气发酵特性的影响

对生物炭和乙醇提高油菜秸秆厌氧发酵沼气产率进行实验研究,探索不同乙醇浓度对中温和高温厌氧发酵沼气产率、木质纤维素降解和微生物菌群结构的影响。结果表明：生物炭和乙醇可促进沼气产率和纤维素降解。随着乙醇浓度的增大,沼气产率先增大后减小,3 g/L乙醇浓度时中温和高温发酵沼气产率最高,分别为219.3和240.5 mL/g。从木质纤维素降解来看,中温发酵组纤维素含量由预处理秸秆的54.00%降至18.69%～25.03%。测序结果显示乙醇浓度为3 g/L的中温发酵沼渣中厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度最高,揭示了生物炭和乙醇促进油菜秸秆厌氧发酵产气的机制。     

基于响应面法的湿牛粪与稻草共热解产富氢燃气研究

采用Box-Benhnken试验方法,以稻草添加比例、热解温度、升温速率为自变量建立湿牛粪与稻草共热解过程中总产气率、H_2产率和燃气热值的响应面模型,并基于模型深入分析各自变量对响应值的影响与作用规律。结果表明,3个响应值的方差统计量均小于0.01,差异性高度显著,即响应面模型能准确描述各自变量与响应值之间的映射关系;热解温度的升高和升温速率的增大有利于提高总产气率和H_2产率,但燃气热值有一定减小,而随稻草添加比例的增大,总产气率和H_2产率相应减小且同时燃气热值增大;从操作因素对响应值影响的差异性水平来看,3个操作因素对总产气率和H_2产率作用的差异性显著程度为:热解温度稻草添加比例升温速率,而对燃气热值则为:稻草添加比例升温速率热解温度。