农林废弃物气化合成混合醇生命周期环境影响分析

生物质热化学气化合成混合醇技术具有工艺相对简单、产物的能源化工应用广泛等优点,为准确评价该技术的资源能源消耗、辨析合成燃料的环境性能,基于生命周期分析框架和ReCiPe2016中点评价方法,对农林废弃玉米秸秆和木屑经气化、催化合成混合醇工艺的清单和9种环境影响类型开展分析和比较。结果表明：农林业阶段均为环境影响的主要阶段,秸秆混合醇生命周期影响高于木屑混合醇。前者的臭氧层耗竭潜值、海洋和淡水富营养化潜值、全球变暖潜值均为木屑混合醇相应结果的9倍以上。废弃物原料高碳含量和高混合醇收率有利于降低资源消耗和环境影响。与石化汽油相比,秸秆和木屑混合醇的全球变暖和化石能源消耗潜值均降低40%以上。     

热重红外联用在线表征乙醇原位催化反应

使用热重红外联用系统,在线表征了采用载气携带反应乙醇气方式进气的乙醇在纳米Ag/K2O/Al2O3催化剂和Cu/K2O/Al2O3催化剂上的原位催化反应。热重到红外之间的可控温传输管的温度对反应物与产物的分离和鉴别特性的影响被考察。由于反应物与产物沸点不同,通过控制传输管的温度能被分离,因此可以有效鉴别反应产物和评价催化剂活性。相比纳米Cu/K2O/Al2O3,纳米Ag/K2O/Al2O3对乙醇的催化反应具有较高的转化率,表现出更高的催化活性。     

木质纤维素解聚平台分子催化合成航油技术的进展

航油作为一种重要的空中交通燃料,它的不可替代性和航空业碳减排的压力,迫使航空业对生物航油的需求不断加大。由于油脂原料的局限性,使得未来生物航油的原料将趋向多元化发展,逐渐延伸到糖、木质纤维素等原料。木质纤维素类生物质具有储量丰富、廉价易得的优势,以木质纤维素为原料制备航油的技术近年来得到了大力发展。然而木质纤维素组分中的碳链结构与航油分子的碳链结构不匹配,所以木质纤维素制备航油的技术关键在于如何以中间分子,如CO和H₂小分子的费托合成路线以及糠醛、乙酰丙酸等木质纤维素解聚平台分子的合成路线,通过合适的催化反应合成长链正/异构烷烃（C₈～C₁₆）。由于木质纤维素解聚平台分子保留了原料组分中的碳骨架以及多种功能官能团,比较容易通过合成方法来调控燃料的品质和特性,所以近年来有关木质纤维素解聚平台分子催化合成航油的技术途径及其催化工艺的报道不断涌现。为了充分认识此类航油技术的发展潜力,本文以糠醛、乙酰丙酸、多元醇等几种重要平台分子的碳链构建方式为线索总结了合成航油的各种技术途径和相应的催化工艺。并结合作者的研究工作,从技术应用性和化工过程实现的角度分析了各种技术途径的优缺点以及所面临的共性难题,同时对未来生物航油技术的发展进行了初步展望。     

真空条件下金属氧化物催化废轮胎热解研究

最终热解温度为520℃的条件下，在耙式固定床反应器中研究了废轮胎橡胶粉添加不同金属氧化物作催化荆时的真空热裂解特性。实验表明，在添加2．5％CaO、ZnO真空热解时油收率有所增加，为48％左右。CaO、ZnO分别与TiO2混合后进行真空热解实验，油产率大幅度下降，而气体产率显著上升，热解炭中炭质结焦物明显降低。如ZnO／TiO2使热解气产率达到24．82％，气体热值达到28．76MJ／m^-3。添加各种金属氧化物后，热解油中的总硫含量最低为0．522％，接近国家10号重柴油标准，热解气中的H2S含量降低到25mL／m^2，体现出一定的脱硫效果。     

生物质气化燃料电池发电关键技术可行性分析

介绍了生物质气化高温燃料电池一体化发电的系统组成和特点;分析了系统中的关键环节如气化系统、净化系统、蒸汽重整系统、燃料电池系统及余热回收系统,提出了适合我国国情的技术方案;指出了当前我国发展生物质气化高温燃料电池一体化发电系统需要解决的关键问题,同时探讨了目前我国发展生物质气化燃料电池一体化发电系统的可行性.     

隔板式内循环气化炉的设计和运行

介绍了一种新型的隔板式内循环气化炉的设计和运行。通过在气化炉的中间设置隔板,可使流化床气化炉的床层形成2个流化速度不等的流化区域,在高速区没有反应的原料或炭粒,在床层上部随流化介质流入低速区,在低速区内进行气化反应;未反应完的炭粒再经底部流回高速区,进一步进行气化反应,形成一个内部循环,从而达到延长原料在炉内的反应时间、增强气化效率的效果。实验结果表明:这种气化炉反应温度在790—850℃时,气化效果最好,产气率为1.6—1.9m3/kg,气体热值为5340kJ/m3(木质类原料)或4880kJ/m3(稻壳),气化效率可达70%。     

KCl气溶胶对整体式镍基催化剂重整性能的影响

采用分步浸渍法制备了以堇青石为载体的Ni-MgO/γ-Al2O3整体式催化剂,在800℃时,以300 mL/min N2作为载气,将KCl沉积在催化剂上,考察碱金属盐气溶胶对Ni-MgO/γ-Al2O3整体式催化剂重整净化生物质燃气性能的影响,并利用ICP. BET. XRD和SEM等测试手段对沉积前后的催化剂性能进行表征.结果表明,KCl沉积后的催化剂比表面积降低,催化剂的活性受到影响,CH4转化率降低,H2/CO也略有降低.750℃时,在模拟生物质燃气中添加KCl气溶胶,经过17 h,CH4的转化率由88.56%降至32%,重整后H2体积分数由35.09%降至26.74%,CO体积分数由33.19%降至29.78%;而未添加KCl时,经过60 h,CH4转化率始终保持在90%左右,重整后各气体组分基本无明显变化.     

Raney镍-质子型离子液体体系催化木质素平台分子加氢脱氧制备烷烃

木质素是生物质组成中唯一的芳香类化合物组分,高效转化木质素制备烷烃对于生物质全组分利用具有重要意义。通过设计合成质子型醇胺类离子液体,并与Raney镍催化剂建立催化体系,考察了其对于木质素衍生酚及醚类化合物加氢脱氧制备环烷烃的反应特性和规律。研究证明,Raney镍协同二乙醇胺三氟甲烷磺酸盐（[2-HDEA]OTf）催化体系具有最优的催化木质素衍生酚类和醚类化合物加氢脱氧效果。在反应温度130℃,时间15 h,氢气压力3 MPa条件下,木质素衍生酚类及醚类化合物转化率>99.0%,目标产物环烷烃产率>80.0%。Raney镍催化剂表现出与Rh/C等贵金属相近的催化效果,离子液体阴离子结构（OTf）在催化脱氧过程中起关键性作用。     

生物质在流化床中的气化实验

笔者在意大利Ａｑｕｉｌａ 大学同该校Ｒａｐａｇｎａ 副教授和伊朗博士生Ｊａｎｄ Ｎａｄｅｒ 以中国某木材加工厂的加工剩余物木屑为原料,用小型流化床进行了空气气化实验。反应温度控制在８００ ℃,气化效率可达７０ ％ ,气化气热值在６ ～１２ ＭＪ／Ｎｍ ３ 。随着空气供给量的增加,气化气热值降低而产气率增加。     

造纸黑液热解机理研究进展

介绍了国内外关于黑液热解机理方面的研究,包括动力学实验与模型研究,黑液中各种有机组分对热解气体、焦油、焦炭产物形成的贡献,以及硫和钠两种重要过程元素在黑液热解过程的热化学行为.对黑液热解研究方向提出了建议.