轻工业纤维素生物质过程残渣能源化技术

以农产品为原料的轻工业大都是典型的流程工业,在通过转化过程将原料转化为食品、饮料、添加剂、调味料、纸和中成药等产品的同时产生被称为过程残渣的固体废物与废料,如白酒糟、酒精糟、醋糟、甘蔗渣、中药渣、油粕、酱渣、菌渣和造纸黑液可熔渣等。这些残渣产生于特定的生产过程,富含纤维素、蛋白质或木质素,因此代表一种已经被集中的生物质资源。它们同时含水50%—80%、易腐烂变质、甚至呈弱酸碱性,因此是重要的环境污染源。本文着眼于轻工生物质过程残渣的高值化利用,分析指出富含纤维素的白酒糟、醋糟、甘蔗渣、中药渣、茶渣和造纸边角料等适合作为生物质能源而被转化利用,并根据资源特征提出了可能的技术路线。通过分别对热化学路线涉及的脱水干燥、燃烧发电与气化发电技术和集成乙醇发酵、沼气发酵的复合转化技术进行技术综述,最后针对不同规模的富含纤维素轻工生物质过程残渣能源化提供了技术选择建议。     

轻工业纤维素生物质过程残渣能源化技术

以农产品为原料的轻工业大都是典型的流程工业,在通过转化过程将原料转化为食品、饮料、添加剂、调味料、纸和中成药等产品的同时产生被称为过程残渣的固体废物与废料,如白酒糟、酒精糟、醋糟、甘蔗渣、中药渣、油粕、酱渣、菌渣和造纸黑液可熔渣等.这些残渣产生于特定的生产过程,富含纤维素、蛋白质或木质素,因此代表一种已经被集中的生物质资源.它们同时含水50%-80%、易腐烂变质、甚至呈弱酸碱性,因此是重要的环境污染源.本文着眼于轻工生物质过程残渣的高值化利用,分析指出富含纤维素的白酒糟、醋糟、甘蔗渣、中药渣、茶渣和造纸边角料等适合作为生物质能源而被转化利用,并根据资源特征提出了可能的技术路线.通过分别对热化学路线涉及的脱水干燥、燃烧发电与气化发电技术和集成乙醇发酵、沼气发酵的复合转化技术进行技术综述,最后针对不同规模的富含纤维素轻工生物质过程残渣能源化提供了技术选择建议.     

合成气气氛下褐煤与生物质共液化残渣的燃烧特性

利用热重研究了不同液化条件(溶剂、温度、气氛、水分)下褐煤与生物质共液化所得残渣的燃烧特性。通过比较共液化残渣燃烧的三个特征温度,着火点、燃烧峰温和燃尽温度,对比分析了液化条件对残渣燃烧特性的影响及其原因,同时研究了残渣燃烧的动力学。结果表明,四氢萘为溶剂所得残渣的燃烧特性好于甲苯为溶剂的;360℃下所得液化残渣燃烧反应性好于420℃下的;合成气气氛下所得液化残渣燃烧反应性好于氢气气氛下的;液化过程加入水后,所得残渣的燃烧反应性降低。不同液化条件下所得残渣的加氢程度和收率不同,使残渣具有不同的H/C原子比、比表面积和灰分,从而对残渣的燃烧特性产生影响。残渣的燃烧特性符合三段二级反应,大部分残渣三段活化能遵循\"高-低-高\"的变化规律。     

不同液化条件下生物质残渣的燃烧特性研究

对锯屑在不同液化条件（溶剂、气氛、温度、催化剂）下所得液化残渣在热天平上进行了燃烧特性研究,通过比较液化残渣燃烧的三个特征温度,着火点ti、燃烧峰温tp和燃烬温度tb,分析了液化条件对残渣燃烧特性的影响。同时通过热重曲线所得数据探讨了液化残渣燃烧过程的动力学,并计算了活化能和频率因子 。结果表明,不同溶剂下所得液化残渣的燃烧特性显著不同,以四氢萘为溶剂所得液化残渣具有较好的燃烧特性;不同气氛下所得残渣的燃烧特性没有明显的不同;350℃下所得液化残渣的燃烧特性要好于300℃下所得液化残渣的燃烧特性;由于催化剂的影响,加入1%Mo后降低了所得液化残渣的燃烧特性;液化残渣的燃烧反应符合两段一级反应动力学。     

煤液化残渣与生物质混合燃烧过程中硫污染物动态排放特性研究

生物质在全球总能源消耗中占有相当大的比例,世界各国对生物质能利用新技术的研究日益重视。用生物质燃料替代传统的化石燃料,不仅可以缓解日益严重的能源问题,也可以减少环境污染和降低CO2的排放心。但生物质的热值比较低,单独利用效率较低,因此一些欧美发达国家采取了将部分生物质与煤混和燃烧发电或气化的新技术。     

基于生物质制取纤维素碳材料的高价值化策略与应用

纤维素碳材料因其可调控的孔结构、高比表面积、高导电性、优异的表面化学性质和石墨化的碳层结构,广泛应用于电子、能源及环境等高端领域.然而,目前碳材料合成仍依赖传统化石燃料,导致气候变化加剧.利用生物质作为可持续碳源转化为纤维素碳材料可实现负碳排放,有效应对全球变暖.本文从生物质纤维素碳材料的高价值化策略出发,重点论述纤维素衍生碳材料和纤维素纳米烯材料的高值化转变及其在健康监测、清洁能源和环境净化中的最新进展,同时探讨未来发展面临的机遇与挑战,为纤维素碳材料的发展提供新见解.     

生物质热解油气化试验研究

生物质是一种环境友好可再生资源,可以通过多种途径转化为液体燃料。生物质热解液化即是在缺氧状态下对生物质进行快速加热,然后再对热解产物进行快速冷凝,最后获得一种称为生物油的液体燃料的技术。该技术以及生物油的特点主要有：热解液化温度为500℃,远低于生物质热解气化所     

纤维素类生物质厌氧发酵产氢的研究

以不同的天然堆肥作为产氢菌源,考察了不同纤维素类生物质废弃物的产氢能力.并以麦麸为供氢体,研究了产氢过程的代谢机制和生物液相组成的变化.实验结果证实,在最大产氢能力的批式实验条件下,不同底物的发酵产氢过程基本类似,生物相中氢和二氧化碳的体积分数分别为49%~62%和51%~38%,没有甲烷气体被检出.在此基础上,在5L混合反应器中以玉米秸秆为底物进行了产氢放大实验,产氢速率达0.8~1.2L/h.     

生物质在流化床中的热解和气化研究

在水蒸气及氮气流态化条件下 ,对不同生物质原料进行了热解气化实验 ,研究气体产物产率、成分随反应温度的变化规律。在一个常压鼓泡流化床实验台上 ,对五种生物质原料热解气化综合过程的气体产物产率及成分进行了测定。文中重点分析了原料SD2 0 1 (EucalyptusGlobulus锯末 )与SD2 0 2 (PinusRadiata锯末 )在水蒸气及氮气流化和不同温度条件下的热解气化特性 ,同时还分析了两种流化介质条件下生物质热解气化实验结果的差别。     

生物质催化热解制取轻质芳烃

以轻质芳烃苯、甲苯、二甲苯和萘(BTXN)为目的产物,采用双颗粒流化床反应器对3种木材生物质进行了热解实验. 结果表明,木材生物质的初次热解终止温度低,有利于低温催化转化. 生物质中92%的挥发分在673 K时已释放完全,且生物质在初期热解得到的焦油经过二次分解反应可以转化为其它产物,通过有效控制生物质热解二次气相反应,能够改变其产物的分布,从而获得不同的目的产物. 生物质的催化加氢热解实验结果表明,催化剂种类和热解温度对加氢热解产物收率及其分布均有影响, BTXN是热解或加氢热解过程中二次气相反应的中间产物. 为了获得高产率的BTXN, 必须选择加氢活性适度的催化剂. 当CoMo-S/Al2O3催化剂作为流化介质进行加氢热解时,在863 K时, BTXN的收率可达6 3%(干燥无灰质量基准), 而NiMo/Al2O3催化剂表现出了很强的加氢活性, CH4的收率高达99 5%.     

Novel Catalysts for Gasification of Biomass with High Conversion Efficiency

We have developed catalysts for the gasification of biomass with much higher energy efficiency than the conventional methods (noncatalyst, dolomite, and commercial steam reforming Ni catalyst). In our investigation, the Rh/CeO₂ gave high yields of syngas for cellulose gasification using a fluidized-bed reactor with batch feeding of cellulose. However, the catalyst was deactivated because of sintering of CeO₂ during the reaction. To prevent the CeO₂ sintering, we have further improved the catalyst and found that Rh/CeO₂/SiO₂ was quite stable for the gasification of cellulose. It was demonstrated that Rh/CeO₂/SiO₂ gave almost complete gasification of real biomass (wood powder) at 873 K. These results indicate that the combination of this kind of catalyst and fluidized-bed reactor can realize the energy-efficient biomass gasification.     

Prediction of the Behaviour of Biomass Ash in Fluidized Bed Combustors and Gasifiers

Two types of agricultural residues (wheat straw and olive residue) in untreated and pretreated (fractionation, leaching) form were tested as concerns their ash melting behaviour during fluidized bed combustion and gasification by means of thermal analysis techniques. The techniques applied included DSC, simultaneous DSC/TG and TG-MS for the determination of low-temperature ash melts and losses caused by the volatilization of alkali material. In combination with ash elemental analyses on the materials, the applied techniques proved to offer valuable information for prediction of the ash behaviour in fluidized bed reactors. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

离子选择电极测定维生素C生产过程中钠含量

采用钠离子选择电极测定维生素C(VC)生产过程中钠的含量。试验表明:该离子选择性电极对钠具有良好的选择性和电位响应特性。在pH≥10介质中,电极电位呈现能斯特响应,线性范围为1.0～10.0mg.L-1,斜率为55.18mV.pc-1。将该电极用于测定维生素C生产过程中的钠含量,测得方法的回收率在85.4%～99.0%之间,相对标准偏差(n=6)在1.3%～1.4%之间。     

柱前衍生高效液相色谱法测定猪肉中5种青霉素残留量

样品采用乙腈直接提取,离心分离及用液-液分配和固相萃取（C18柱）净化方式,经衍生后,用液相色谱紫外检测器测定猪肉中5种青霉素残留量。使用的分离柱是Nova Pak C18柱,流动相为乙腈和磷酸盐混合液。方法检出限0.02mg/kg,回收率为70.9%-96.5%,相对标准偏差为3.10%-6.71%。     

纤维素酶预处理法提取郁金中姜黄素的研究

提出了纤维素酶预处理法提取郁金中姜黄素的新工艺。探讨了酶的用量、酶解时间、酶解pH值、酶解温度、提取次数、提取时间等因素对姜黄素提取率的影响。筛选出了最佳的单因素工艺条件为:每10g郁金粉纤维素酶的用量为180U、酶解时间120min、pH值3.5、温度50℃、提取次数2次、提取时间90min。与传统提取方法相比,该方法及其新工艺能显著提高姜黄素的提取率。     

Syngas Production from Lignite Coal Using K2CO3 Catalytic Steam Gasification with Controlled Heating Rate in Pyrolysis Step

Gasification uses steam increases H2 content in the syngas. Kinetics of gasification process can be improved by using K₂CO₃ catalyst. Controlled heating rate in pyrolysis step determines the pore size of charcoal that affects yield gas and H₂ and CO content in the syngas. In previous research, pyrolisis step was performed without considering heating rate in pyrolysis step. This experiment was performed by catalytic steam gasification using lignite char from pyrolysis with controlled heating rate intended to produce maximum yield of syngas with mole ratio of H₂/CO ≈ 2. Slow heating rate (3 °C/min) until 850 °C in the pyrolysis step has resulted in largest surface area of char. This study was performed by feeding Indonesian lignite char particles and K₂CO₃ catalyst into a fixed bed reactor with variation of steam/char mole ratio (2.2; 2.9; 4.0) and gasification temperature (750 °C, 825 °C, and 900 °C). Highest ratio of H₂/CO (1.682) was obtained at 750 °C and steam/char ratio 2.2. Largest gas yield obtained from this study was 0.504 mol/g of char at 900 °C and steam/char ratio 2.9. Optimum condition for syngas production was at 750 °C and steam/char mole ratio 2.2 with gas yield 0.353 mol/g of char and H₂/CO ratio 1.682.     

气相色谱法测定禽蛋中微量有机氯农药及多氯联苯的残留

建立了以正己烷振荡提取，以及PCB2和PCB209为内标的快速检测禽蛋中微量有机氯污染物的气相色谱法。与传统的索氏提取法相比，在保证足够的准确度，精确度和灵敏度的前提下，具有前处理简单，测试成本低，标本用量少的特点。而且可同时测定有机氯农药和典型的多氯联苯类化合物的残留，特别适于检测食品中的微量有机污染物。用该方法测试的结果表明，标准全蛋粉添加ng/g级待测物时，各种待测物的回收率为84．31％－116．77％（3次测定平均值）；相对标准偏差为6％－18％（7次测定平均值）；最低检出量为0.07ng/g-0.35ng/g。中国部分城市市售鸡蛋中的有机氯农药以p,p'-DDE的检出量最高，p,p'-DDT次之；多氯联苯的检出量很低，大多数样品中多氯联苯的总检出量低于10ng/g。在所检出的多氯联苯中，绝大部分为含氯低的（氯原子数为3－5）的氯化物。