预处理催化法对生物质热解的影响研究进展

叙述了国内外生物质预处理技术和催化剂的选择研究现状,分析了干燥法、粉碎法、酸洗法和烘焙法等一系列预处理技术的优缺点,总结了金属盐、金属氧化物、分子筛等催化剂在生物质热解过程中的应用。认为可以根据不同生物质的基本特性,扬长避短,进行物理、化学、生物预处理方法的交叉式研究,逐步完善预处理方法的作用机理;应先对生物质热解催化剂的作用机理展开全面研究,再配合最佳的催化剂和预处理技术,从而实现预处理技术与催化剂在生物质热解过程中的完美结合。     

原料烘焙预处理对生物质气化的影响综述

简述了生物质原料的物理和化学特性,介绍了现有的生物质气化原料预处理方法,着重阐述了生物质烘焙技术研究现状和烘焙预处理对生物质气化的影响。众多研究结果表明：生物质烘焙预处理能够显著改善生物质的磨粉性能,有效提高生物质的能量密度和堆积密度,同时还能降低生物质的O／C比。最后对原料烘焙预处理在生物质气化中的应用做出了展望。     

烘焙提升纤维素类生物质热解气化性能的研究进展

生物质作为唯一含碳的可再生能源受到广泛关注。由于生物质具有含水率高、氧含量高、热值低等特性,在生物质热解气化中存在热转化效率低、焦油含量高、产品气热值低等问题。烘焙预处理对于改善生物质原料特性和提升热解气化性能具有积极的影响。本文阐述了烘焙预处理技术对于纤维素类生物质原料的疏水性、可磨性、元素组成、能量密度以及热解气化中产生的产品气组分、焦油组分、产品气热值等方面的影响。原料经烘焙预处理后疏水性、可磨性增强,热值增加,提升了原料品质。同时,经烘焙预处理的纤维素类生物质原料可明显提高热解气化性能,产品气中可燃气体组分含量、产量以及热值得到提升,焦油含量明显下降,提高了热解气化的产品气燃烧性能和利用品质。下一步应开展烘焙与热解气化耦合工艺及应用模式研究,提高生物质热解气化的整体经济性和产品附加值。     

生物质预处理技术及其对热解产物的影响综述

总结了国内外各种生物质预处理技术及其对热解产物的影响的研究现状,分析了不同预处理方法的优势及存在的问题,指出微波干燥预处理是一种快捷的生物质干燥方式;脱灰预处理能加快生物质热解速率,并实现糖类组分的富集;而烘焙预处理则能提高生物油的热值。同时介绍了一些新型生物质预处理技术,如离子液体预处理可以减少裂解反应时间,使生物质油产率得到提升;而水热预处理则能使生物油中糖含量（主要是左旋葡聚糖）显著增加。并指出了今后的研究方向为：努力提高各种预处理方法的效率并降低预处理技术的成本;进一步改善现有预处理方法甚至发现新的预处理方法;通过学科交叉探索新的物理化学生物预处理技术;期望原料的预处理可以增加生物油中某些有特殊价值物质的含量或同时得到具有较高利用价值的气液固热解产物。     

烘焙对生物质理化特性影响综述与秸秆烘焙研究前景分析

通过文献综述,研究了烘焙对生物质燃料特性与热解特性的影响。烘焙可有效提升生物质燃料性能,主要体现在含水率、固定碳含量、能量密度和疏水性等指标的改善。烘焙预处理对热解产物的分布及其特性具有明显影响,热解炭产率增加,热解液体产物中酸类和水分含量减少,酚类和酮类含量增加,热解气中一氧化碳、二氧化碳含量降低,甲烷和氢气含量提高,热解气品质提高。进一步研究烘焙预处理对秸秆热解物质流和能量流的影响,综合评价烘焙预处理的经济成本、能源成本、环境成本等要素,研究烘焙预处理对秸秆热解应用的可行性,有助于秸秆烘焙预处理技术推广。该研究可为秸秆烘焙技术研究与应用提供参考。     

烘焙对生物质理化性质及气化特性的影响

生物质资源丰富廉价,因清洁可再生、碳中和等优点备受研究者的关注,但是其能量密度低、水分和氧含量高等缺点也限制了其规模化应用;另外,生物质直接气化产生的合成气热值较低,且会产生大量焦油。本文阐述了烘焙预处理对生物质燃料品质的提升以及对气化过程积极的调控作用。文章指出,生物质烘焙后,氧元素含量、H/C和O/C下降,固定碳含量和高位热值增加;可磨性和疏水性得以提高,在一定程度上弥补了烘焙过程的耗能。文中从微观角度对生物质燃料品质的提升进行了解释,并简述了微波烘焙的特点与优势。使用烘焙生物质气化,产生的合成气可燃成分高,且焦油产量有所下降。文章总结后续工作可以考虑从以下三个方面展开,即对“烘焙-利用”过程进行全生命周期评价、利用微波技术更准确地探索温度对烘焙效果的的影响机制、结合烘焙与焦油催化重整技术进一步降低焦油产量。     

生物质烘焙技术的研究和应用进展

在各种可再生能源中,生物质能源是最理想的化石燃料替代能源,在我国未来能源结构中将会占有很大比重。但是由于生物质本身低热值、高水分、难破碎和易腐化等诸多缺陷,生物质能源的应用受到很大限制。近年发展起来的生物质烘焙技术是一项能够有效改善生物质储运特性和能源品质的低温热解技术,是生物质能源利用领域重要的研究和发展方向。基于对世界能源现状的分析,评析了生物质烘焙技术的优势,综述了生物质烘焙技术的研究和应用进展,重点介绍了该技术的开发和工业应用潜力,提出了促进其进一步发展的合理化建议,为我国生物质可再生能源的发展提供参考。     

生物质预处理制成型燃料研究进展

生物质能具有CO_2零排放、普遍易得、价格低廉等优势。生物质成型处理有利于其远距离运输与长时间储存。但是,生物质细胞壁高分子聚合物形成了物理和化学抗降解屏障,严重阻碍了生物质成型燃料品质的提高,因此,采用预处理技术是实现生物质能源高效利用的必要手段。目前,生物质预处理技术主要分为物理法、物理-化学法、化学法和生物法四大类。由于各种预处理技术对生物质化学组分占比以及结构的影响不同,预处理后的生物质成型燃料所体现出的物理性质和燃烧特性各有特点。本文介绍了生物质原料中的纤维素、半纤维素以及木质素等主要化学成分的结构特点及其对成型过程的影响,并从提升生物质成型燃料的物理性质和燃烧特性角度总结了蒸汽爆破预处理、低温热解预处理及水热预处理3种预处理技术的研究进展。总体而言,水热预处理技术使处理后生物质成型燃料在燃烧热值、能量密度、耐久度以及机械强度等各方面性能得以全面提升,但是水热预处理成本较高且对环境有影响。未来生物质成型燃料预处理技术的研究方向应从平衡生物质燃料品质与预处理成本之间的关系、减少污染物排放、预处理过程流程配置差异性集成和精确工艺参数匹配等方面为基础,开发适于规模化灵活生产的节能高效生物质预处理技术。上海理工大学碳基燃料洁净转化实验室利用水热预处理技术制备高机械强度生物质成型燃料及成型炭燃料,并获得过程副产物——木醋液,开发了多产品、环境友好的生物质综合利用技术。     

农业秸秆烘焙特性实验

农业秸秆由于存在含水量高、能量密度低、不易储存等缺点,限制了其规模化应用。本文以稻杆和棉杆为研究对象,采用热重红外联用方法研究烘焙预处理对生物质特性的影响,实验结果表明:烘焙后生物质的C含量明显提高,O含量有效降低,能量密度提高;产物红外分析中的含氧官能团含量减少,半纤维素形成一系列的酸、醇等物质及CO,CO2等气体,烘焙产物热重燃烧特性实验证明烘焙提升了生物质燃烧性能,使得其着火点降低,更易燃烧,同时放热量也明显提高。因此,烘焙预处理对提高农业秸秆品质有良好的作用。     

不同含氧气氛下生物质烘焙预处理研究进展

通过文献综述,研究了不同含氧气氛下生物质烘焙预处理研究进展。介绍了二氧化碳、烟气、空气、一定比例氧气、蒸汽、氨气、真空环境、无外部气氛供应环境等含氧气氛中生物质烘焙预处理在质量产率、能量产率、元素和工业分析、热值、热反应特性、吸湿和研磨等方面的性能;对比分析了上述有氧气氛烘焙预处理与惰性气氛烘焙预处理的性能差异;提出了目前仍需进一步深化研究的科学问题,以期为后续科学研究和生产推广提供参考,为拓展生物质高质化利用提供途径。     

湿式烘焙技术研究进展

湿式烘焙是指180~260℃下在过热水中进行生物质预处理的技术，因其适用范围广、能耗低、预处理效果显著等优势，受到了广泛关注，但也因其发展尚处于起步阶段，存在诸多问题。文中综述了湿式烘焙技术的定义、反应机理及其优点，重点关注湿式烘焙固体产物物理化学特性的变化（最优条件下，产物质量密度升高33.2%，能量密度升高48.2%，研磨能耗降低25.6倍，平衡含水率降低2.9倍，球团耐久性升高33.0%，热值升高45.1%，燃点升高67℃）。讨论了湿式烘焙反应条件对于处理效果的影响，探究了湿式烘焙条件和燃料性能之间的内在联系，对生物质燃料湿式烘焙预处理及工艺耦合应用进行了全面概述，对湿式烘焙技术的经济可行性进行了综合分析。最后，明晰了湿式烘焙技术的缺陷及相应的应对措施，并对其未来的应用场景进行了分析展望，为提高湿式烘焙技术环境友好性和经济可行性提供一些理论基础。     

水洗-烘焙联合预处理对稻壳微波热解产品特性的影响

预处理技术能提高生物质热解产物的品质。本文研究了水洗-烘焙联合预处理技术对稻壳微波热解的产物特性的影响,结果表明:水洗-烘焙联合预处理技术增加了固体产率,而减少了液体和气体的产率;联合预处理技术提高了稻壳微波热解气体产物的品质,气体产物中CO₂含量减少,CH₄和H₂的含量增加,气体产物的热值提高到13MJ/m³;联合预处理技术提高了稻壳微波热解液体产物的品质,增大了液体产物中苯酚类和糖类的含量,减少了液体产物中酸的含量,简化了液体产物的成分。     

木质纤维素可再生生物质资源预处理技术的研究进展

阐述了由木质纤维素可再生生物质资源制备生物燃料乙醇对我国可持续发展的重要意义.针对木质纤维素可再生生物质资源利用的关键技术,综述了国内外对木质纤维素可再生生物质资源预处理的研究进展,并重点介绍了物理法、化学法、物理-化学法和生物法预处理木质纤维素可再生生物质资源的技术.最后对木质纤维素可再生生物质资源预处理技术和应用前景进行了展望.     

烟气烘焙对玉米秆可磨性的影响规律研究

可磨性是生物质在现有燃煤机组规模化燃烧利用中必须考虑的问题之一。本文基于固定床反应器对玉米秆进行烘焙预处理,针对生物质单烧和与煤混烧两种技术路线,利用臼式研磨仪、全自动粒径筛分仪、纤维素分析仪和傅里叶红外光谱,研究了不同烘焙气氛、温度对燃料可磨性的影响。结果表明,相比于氮气,烟气能够在更低的烘焙温度下使玉米秆可磨性提升至接近于典型动力用煤,主要是由于烟气中的氧化性组分促进了纤维素、半纤维素的分解。当共磨时,煤颗粒表现出助磨的作用提升了玉米秆的可磨性,在较高温度或烟气烘焙条件下,混样的可磨性近似甚至优于煤。     

纤维素乙醇的原料预处理方法及工艺流程研究进展

木质纤维生物质是储量丰富且最有前景的生产燃料乙醇的可再生生物质资源,利用木质纤维生物质生产乙醇主要包括以下步骤：原料预处理、发酵以及产物分离纯化,其中,原料的预处理工艺是限制纤维素乙醇产业化的一个技术瓶颈。本文对酸法、碱法、蒸汽爆破法、合成气法等7种典型预处理方法进行了介绍并对其工艺流程进行简要的说明,同时对不同的预处理方法的优劣、适用范围和工艺流程转化效率等进行了对比,以期为纤维素乙醇预处理方法的工艺选择和评价提供一些参考。提出了纤维素乙醇的产业化前景：不同预处理技术的合理结合使用会有效提高转化率;较好的过程设计能够降低成本,有利于整个过程的经济性。     

烘焙生物质燃烧过程中钾的赋存形态及析出迁移特性

选取稻秆和棉秆为原料,在烘焙预处理后,通过固定床燃烧实验结合HSC Chemistry热力学平衡计算,获得了烘焙生物质燃烧过程中碱金属K的析出和迁移规律。结果表明：烘焙过程中存在着少量水溶性K的释放及其向醋酸铵溶态K的转化,而其转化和释放能力与Cl/K呈正相关。烘焙生物质的成灰率随着燃烧温度的升高而下降,而K的释放率随温度的变化则相反,其主要释放形式为K的氯化物和KOH;此外,600℃时,水溶性K和醋酸铵溶态K主要转化为char-K,700~900℃时其主要转化为K的硅酸盐,随着温度的上升,其转化量不断增加。相比于原生生物质,烘焙生物质有更高的成灰率;此外,烘焙促进了生物质燃烧过程中醋酸铵溶态K向酸溶态或残渣态K转化,同时抑制了水溶性K的释放,这些使得烘焙生物质燃烧过程中K的释放率更低,而烘焙对生物质燃烧过程中K释放的抑制与烘焙过程中Cl的释放率呈正相关。     

烘焙预处理对玉米秸秆磷酸法活性炭制备及性能影响

以玉米秸秆为原料, 研究烘焙预处理对磷酸法活性炭的制备及性能影响。研究结果表明: 烘焙预处理使玉米秸秆碳元素含量和固定碳含量增加而挥发分含量降低, 增加热解焦炭质量, 且烘焙温度影响强于烘焙时间。烘焙处理使玉米秸秆活性炭比表面积先增加后减小, 总孔容和中孔率减小, 而微孔率显著增加。烘焙预处理有助于提高活性炭吸附性能, 当100 g粒径为154~450 μm玉米秸秆颗粒经烘焙预处理, 预处理条件为烘焙温度240 ℃、烘焙时间60 min时, 预处理后的玉米秸秆含C 51.32%, 固定碳27.64%, 灰分4.72%。采用磷酸活化法将预处理后的玉米秸秆制备成活性炭, 制备条件为浸渍比1∶4(玉米秸秆与55%磷酸溶液的质量比), 浸渍温度140 ℃, 浸渍时间90 min, 活化温度400 ℃, 活化时间60 min, 此条件下制备的玉米秸秆活性炭比表面积达1 317.05 m²/g, 碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率分别为876 mg/g、210 mg/g和100%。     

木质纤维素类生物质厌氧消化预处理技术研究进展

为提高木质纤维素类生物质厌氧消化的效率,必须进行预处理,综述了国内外几种预处理方法,包括物理法、化学法、生物法、混合法预处理技术的研究进展,并对预处理技术的发展进行了展望。     

废弃生物质制备水煤浆及其成浆特性的研究进展

将污泥、秸秆、藻类等废弃生物质用于制备水煤浆,实现废弃物的减量化、无害化、资源化,是废弃物处置的发展方向之一。生物质种类繁多、结构复杂,开展生物质与煤共成浆特性的研究意义重大。本文总结了用于制备生物质水煤浆的废弃物种类、制备水煤浆前生物质的改性技术、研究生物质水煤浆特性所采用的测试技术以及生物质对水煤浆成浆性能的影响。污泥等生物质高含水率、孔隙发达、成分复杂的特点导致其不易于成浆,但生物质水煤浆的假塑性、触变性和稳定性比普通水煤浆好。最后提出了对生物质水煤浆成浆特性重点研究方向的思考:加强生物质改性预处理的研究;深化生物质与煤共成浆微观机理的研究;研究开发适用于生物质水煤浆的添加剂。     

中国生物质型煤技术的研究现状

生物质型煤是由原煤、生物质在经过高压、加热或生物质预处理等工艺后,混合压制而成的一种新型的型煤。介绍了生物质成型工艺的3种类型,并分别对它们成型的工艺、机理和现状进行了综述。最后对今后生物质型煤技术的研究方向进行了展望。