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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
黄睿 胡建杭 王华 伍祥超
【目的】研究不同升温速率下成型生物质的热解炭化规律。【方法】采用自行设计的热解试验装置,测定不同升温速率(5,7,10,15℃/min)条件下成型生物质热解过程中失重(TG)、失重速率(DTG)、工业成分(挥发分、灰分、固定碳含量)的变化及所需的活化能。【结果】通过动力学拟合,得到描述成型生物质热解过程的最合理机理函数,据此推测成型生物质热解反应机理为内扩散控制过程。当升温速率为10℃/min时,热解过程活化能最小,为195.52kJ/mol。在不同升温速率下,成型生物质热解过程中的TG曲线逐渐向高温区移动,且失重速率呈先增大后减小的趋势,在升温速率为5,7,10,15℃/min时,成型生物质...
关键词：
成型生物质 热解 热重分析 动力学
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
陈东雨 黄顺朝 王莹 巴浩楠 高冬笑 牛卫生
为深入探讨落叶松热解机理,获得更多高品位的实用燃料。采用热重法对比分析了落叶松在3组不同升温速率(15～55,110～150,210～250℃·min~(-1))下的热解特性,利用Coats-Redfern方法计算了落叶松在低升温速率(15,25,35,45,55℃·min~(-1))下的活化能值,同时采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析法对落叶松原物料和不同终止温度下的热解剩余物的化学结构进行了对比分析。结果表明:落叶松的热解过程分为干燥、预热解、热解和炭化四个阶段,主热解反应在200～400℃,随着升温速率的提高,最终失重率没有明显变化,最终固体残留物的质量分数在19%～22%,但是最大热解速率随着升温速率的提高从8.95%·min~(-1)增大到144.35%·min~(-1)。落叶松在低升温速率下热解趋势相似,随着升温速率的升高,TG热解出现热滞后现象,DTG主热解区间所需的温度范围扩大;在两组高升温速率下,整个TG曲线排列不再呈现上述规律,DTG曲线在纤维素和半纤维素热解峰区域仍表现出与低升温速率相同的变化规律。Coats-Redfern法计算落叶松低升温速率下的热解活化能值为81.28～95.61kJ·mol~(-1),拟合曲线表现出了良好的线性关系,表明落叶松的热解为一级反应。在不同低升温速率、相同终止温度下落叶松样品FTIR光谱图整体走势基本一致,随着热解反应的进程,主要基团吸收峰的位置变化不大,但在相同的吸收峰处存在明显的强度变化,部分吸收峰的强度逐渐降低甚至消失,说明此时落叶松的组成及组分含量发生了变化,热解基本完成。本研究为生物质热解工艺提供了理论依据和参考数据。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
陈东雨 刘乙德 朱晓健 袁小兰 刘奕兵 王晶 杨旭 封宇 李致锋 郝宇思 牛卫生 刘越洋 李进
随着全球能源需求的快速增长和环境与可持续发展问题的日益突出，生物质资源作为化石能源的补充受到了广泛关注。通过快速热解技术，将生物质资源转化为同时具有经济和环境效益的液体生物油备受重视。然而，通过直接热解得到的生物油存在化学组分繁多、产率低、品质差等问题。在快速热解之前对生物质进行酸处理，可以有效去除生物质中碱/碱土金属元素(AAEMs)含量，显著改变生物质的形貌结构，极大改善生物油产品的组分分布，增加如左旋葡聚糖等高附加值化合物的产率，有效提升生物油品质，更有利于生物油的分离提纯和后期的高值化利用。总结分析了国内外学者对生物质进行不同酸处理后的热解研究现状，讨论了酸处理及联合酸处理对生物质形貌结构、AAEMs含量、热解过程及热解生物油的影响，为生物质资源化利用和转化提供了思路，对生物质热解酸处理技术的研究和改进提供了参考。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
何逸婷 Marios Drosos 孙嘉 刘晓雨 潘根兴 夏少攀
[目的]本文旨在研究热解温度和原料对生物质炭化学性质及官能团的影响，为优化生物质炭的化学性能提供科学依据。[方法]以小麦、水稻和玉米秸秆为原料，在3种温度(350、450和550℃)下进行热解，分别得到小麦秸秆生物质炭(WB350、WB450和WB550)、水稻秸秆生物质炭(RB350、RB450和RB550)和玉米秸秆生物质炭(CB350、CB450和CB550)。分析这些生物质炭的pH值、灰分含量、阳离子交换量(CEC)、全碳和全氮含量，采用红外光谱法和~(13)C核磁共振波谱法分析生物质炭化学结构。[结果]当温度从350℃升至550℃时，小麦、水稻和玉米秸秆炭的pH值和C/N值均显著提高，全氮含量均显著降低；水稻和玉米秸秆炭的灰分含量显著提高，而CEC显著降低。从不同原料来看，当温度为350和550℃时，水稻、玉米和小麦秸秆生物质炭的灰分含量依次递减。同一温度下，玉米秸秆炭的CEC显著高于小麦和水稻秸秆炭的CEC。同一温度下小麦、玉米和水稻秸秆炭的全碳含量依次递减；玉米、水稻和小麦秸秆炭的全氮含量依次递减；小麦、水稻和玉米秸秆生物质炭的C/N值依次递减。随着温度的升高，生物质炭中各种芳香族官能团含量增多，脂肪族官能团含量减少。温度为550℃时，水稻秸秆生物质炭的—CH_2和SiO_2的吸收振动强于玉米和小麦生物质炭，水稻、小麦和玉米秸秆炭的芳香性指数依次递减；当温度为350℃时，水稻、玉米和小麦秸秆炭的烷基指数依次递减。[结论]不同温度和原料制备的生物质炭中，550℃热解温度下的生物质炭具有较高的pH值，故推荐施用550℃热解的生物质炭来改良酸性土壤；玉米秸秆生物质炭的CEC较高，有利于提高土壤的肥力水平；而水稻秸秆生物质炭在350℃热解温度下含有较高的灰分含量和较多的脂肪族官能团，而在550℃热解温度下芳香性指数较大，其可能是同时增强土壤肥力和实现土壤固碳减排的潜在良好材料。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨素文 羊亿 陈建山 邓鑫 吴志平 张靖
以棉秆生物质为原料,通过自制的真空热解装置对其进行制取生物油的实验研究。考察了保温时间、热解温度以及升温速率等工艺参数对产物产率的影响,着重研究了生物油产率随工艺参数的变化规律。结果表明:保温时间为60 min、热解温度为550℃、升温速率为50℃/min的参数条件,对棉秆生物质真空热解制备生物油比较有利,生物油产率达43%以上。采用FT-IR、GC-MS技术对棉秆生物油进行分析,发现棉秆生物油是一种复杂的有机混合物,含有醛、酮、羧酸、酯、醇、苯酚类物质、呋喃类物质以及糖类化合物等,其中酚类物质相对含量为23.86%,呋喃类物质相对含量为10.97%。研究了固相副产物的吸附性能,其亚甲基蓝吸附...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘荣厚
生物质热裂解制取生物油技术是在中温(500～650℃),高加热速率(104～105℃/s)和极短气体停留时间(小于2s)的条件下,将生物质直接热解,产物经快速冷却,可使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝,从而得到高产量的生物油。该技术是一种环境友好的新型生物质能利用技术,具有广阔的应用前景。对生物质热裂解机理、生物质热裂解反应器类型、生物质快速热裂解过程的影响因素、生物油特性、生物油的精制及应用等方面进行了阐述,以期为该技术的发展提供参考。
关键词：
生物质快速热裂解 生物油 反应器
[期刊] 西南农业学报
[作者]
严静娜 覃霞 梁定国 杨惟薇 张超兰
以蚕沙为原材料,采用缺氧热解法在300、500和700℃下制备生物质炭,研究生物质炭施入Cd、Pb单一污染和复合污染潮土(Cd浓度5 mg/kg,Pb浓度350 mg/kg)后,土壤性质及土壤中Cd、Pb化学形态的变化,探讨生物质炭对土壤重金属的钝化效果。结果表明:添加生物质炭培养45 d后,土壤p H值和SOC含量随着生物质炭热解温度升高而逐渐增大。同时,生物质炭的施入显著降低了土壤Cd、Pb的弱酸可提取态含量,提高了残渣态含量,钝化效果明显。不同热解温度生物质炭对3种污染潮土中Cd、Pb的钝化效果均为:蚕沙-700>蚕沙-500>蚕沙-300。添加700℃蚕沙生物质炭,在Cd、Pb单一污染...
关键词：
生物质炭 镉 铅 化学形态 钝化
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
冉二君 刘梅英 牛智有
为比较不同种类生物质秸秆热解特性的差异,探讨地域对生物质秸秆热解特性的影响,以四川、湖北和云南产区的油菜、小麦、玉米和水稻秸秆为试材,采用SDTGQ600型同步热分析仪,通入高纯氮气后,对样品进行热解与测定(加热速率为20℃/min,终止温度为1000℃),最终获得不同种类和不同产区生物质秸秆的TG曲线和DTG曲线,并对各曲线进行比较与分析.结果表明:4种生物质秸秆热解过程呈现相似的变化规律,但由于样品种类的组分不同,样品呈现出失重程度和失重速率上的差异;地域对同种生物质秸秆的失重程度有影响,对失重速率影响不明显.采用CoatsGRedfern法,对不同种类和产区的生物质秸秆热解过程进行动力学...
关键词：
生物质 秸秆 热解特性 动力学模型
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
熊建 何涛 张涵 杨涛 杜丽娟
将生物质热解产生生物质燃气,是生物质能源化利用发展的一个方向。武汉天颖环境工程股份公司与华中科技大学通过多年的研发,联合创立了固定床生物质热解"炭、气、油"多联产工艺,它能使生物质在热解时,不仅能产生可燃气体,还可产生生物质木炭,木醋液和木焦油等具有商品价值的产品,为生物质利用发展开创了新天地。介绍了固定床生物质热解"炭、气、油"多联产工艺,及其生产的生物质可燃气、木炭、木醋液、木焦油等产品的应用发展前景。生物质热解可燃气的热值达1130015000k J·m-3,比其他热解方式产生的热解气热值高23倍,
关键词：
生物质 热解 “炭、气、油”多联产
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
沈峥 宋远博 高玉磊 姜继康 顾敏燕 司慧萍
为探究生物质热解液化技术能源转化过程的效率、经济性及温室气体排放，依据全生命周期评价分析原理，建立废弃秸秆热解制备液体燃料技术全生命周期模型，对该过程进行全生命周期分析，评价范围包括秸秆的收集和运输、干燥和粉碎、生物质热解、木炭加工和余热利用。结果表明：生物质热解液化技术的能量产出投入比为20.43;处理湿秸秆的纯利润约为289.38元/t,销售利润率达52.11%;CO_2当量排放为34.10 g/MJ。生物质热解液化是一种兼具能量效益、经济效益和环境效益等极具潜力的生物质利用技术。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林贵英 陈伟 刘文质 董安民 邵敬爱 张世红 杨海平 陈汉平
热解技术是稻壳有效利用的重要处理方法,其炭、气和油三态产物均具有较高的利用价值。稻壳炭是稻壳热解后产生的固态产物,对环境、农业和新能源等具有重要的影响作用。稻壳炭的理化特性决定了炭产物的利用方式及效果,不同热解温度条件下制得的稻壳炭的理化特性不同,热解温度对稻壳炭理化特性影响较大。对不同热解温度制得的稻壳炭的理化特性进行系统研究有利于稻壳炭的定向制备及高值化利用。为确定热解温度对稻壳炭理化特性的影响作用,在管式炉固定床上制得不同热解温度的炭产物,对稻壳炭工业分析及元素分析、可溶性物质含量、表面官能团和孔结
关键词：
生物炭 稻壳 热解温度 理化特性
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
赵伟宁 杨兴 何丽芝 郭佳 王海龙
园林废弃物处理不合理,不仅会造成植物营养元素的流失,还会造成环境污染。以法国梧桐Platanus orientalis,桂花Osmanthus fragrans,红叶石楠Photiniax fraseri和樟树Cinnamomum camphora等南方城市典型园林绿化废弃物生物质为原材料,研究热解温度(350, 500和650℃)对不同园林废弃物生物质炭产率和理化特性的影响。结果表明:生物质炭的产率随着热解温度的升高呈下降趋势,且在350~500℃温度段变化较明显;原材料灰分质量分数对生物质炭产率有明显影响,法国梧桐叶片炭产率最高,其枝条炭产率最低。高温度条件下制备的生物质炭芳香性增强,亲水性和极性减弱, 650℃制备的红叶石楠枝条炭和法国梧桐枝条炭的芳香性较强, 350℃制备的法国梧桐叶炭亲水性和极性最强。桂花和樟树叶片炭的全氮质量分数较高,叶片炭全硫质量分数高于枝条炭。随着热解温度的升高,生物质炭表面的含氧官能团种类和数量逐渐减少,红叶石楠叶片炭在高温条件下官能团仍明显存在。利用扫描电镜和X-ray能谱分析生物质炭(500℃)发现,樟树枝条炭和法国梧桐枝条炭孔隙结构较发达,红叶石楠叶片炭中磷、镁、钾、钙等元素质量分数较高。综上所述,园林废弃物生物质炭的特性主要受原材料和热解温度的影响,不同温度下制备的园林废弃物生物质炭具有不同的产率和理化特性。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨 华1a 1b 1c 刘石彩1a 1b 1c 赵佳平1a 1b 1c 陈庄星2
成型燃料的松弛密度、抗跌碎性、抗渗水性和吸湿性等物理特性参数。结果表明：生物质原料纤维排列形态对成型燃料的密度有影响，原料纤维形态结构排列整齐与零散结构相比，成型后成型燃料的密实度更好。生物质原料固定碳含量影响成型后成型燃料的表面颜色，固定碳含量低的生物质原料，成型后成型燃料的表面颜色较深。试验结果也表明了原料纤维形态和原料特性对成型燃料的抗跌碎性、抗渗水性及吸湿性均有重要影响。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
周程程 赵立欣 孟海波 姚宗路 丛宏斌 简建明
介绍了现阶段生物质热解产物在线监测技术的工作原理及研究进展,阐述了傅里叶变换红外光谱(FTIR)、分子束质谱(MBMS)、飞行时间质谱(TOFMS)、光学显微镜(LM)、透射电子显微镜(TEM)及气相色谱技术(GC)的特点并对各技术进行评价对比。介绍了3种典型的生物质热解产物在线监测系统。最后,对热解产物实时在线监测的技术发展方向进行了讨论。
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