序言

热解是重要的热化学转化技术,在能源化工、废弃物处置等领域具有重要应用潜力。利用热解技术可以将化石燃料、生物质及有机固废等转化为高附加值的液体燃料、化学品、合成气和炭材料等产品,亦有助于构建绿色、低碳、高值、可持续的能源化工新体系,对于实现“双碳”目标意义重大。

Pt/CaO材料催化糠醇加氢制备戊二醇

通过浸渍法制备出一系列氧化钙负载铂金属催化材料,用于生物质基糠醇选择性加氢制备戊二醇研究。研究采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、CO_(2)-程序升温脱附、N2等温吸附-脱附、X射线光电子能谱、热重-差热分析法等一系列表征手段,对合成的催化剂样品物理化学性质进行了系统表征。实验结果表明,Pt/CaO-600催化剂表现出优异的催化活性,在4MPa氢压、210℃反应温度条件下,糠醇转化率为99.8%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇收率分别可达48.6%和21.5%。催化剂的优异性能可归因于作为载体的CaO提供了适宜的碱性位点,有利于糠醇开环反应的发生,进而提高了糠醇转化率与戊二醇选择性。同时,催化剂还表现出了优异的循环使用性能,经重复使用4次后,其催化糠醇转化率可达96.5%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇的收率分别为40.3%和17.0%。

退役磷酸铁锂电池与三元锂电池正极材料直接修复研究进展

锂电池产业的迅猛发展以及新型储能对锂离子电池需求的进一步增长预期引起了各界对相关资源与环境问题的广泛担忧,因此退役锂离子电池的回收利用已成为当前产业体系中的重要一环。锂离子电池的正极材料是锂电池中最具价值的部分,相比于目前已投入生产的湿法回收与火法回收工艺,针对退役正极材料直接修复的研究目前仍处于起步阶段,因其相比于传统回收方法具有绿色廉价等优势,未来仍然存在可观的开发空间。本文介绍了磷酸铁锂电池与三元锂电池及两种锂离子电池正极材料的主要失效原因,以及针对此两种锂离子电池退役后其正极材料的几种直接修复方法,并对不同直接修复方法存在的问题进行了梳理,进而对正极材料直接修复提出相关建议,以期直接修复可以在锂电行业有更广阔的发展。

废轮胎裂解炭黑在能源存储及转换中的应用进展

全球每年大量报废的废轮胎产生引起严重的资源浪费和环境污染等问题,热裂解作为废轮胎高效的最终处理方式之一获得了广泛的应用。裂解炭黑作为废轮胎裂解主要副产物,它的高值化利用有利于推动废轮胎裂解行业健康发展和价值链提升。该裂解炭黑含有高达75%~81%的无定形碳,经过纯化(除灰分)和改性处理可获得具有与商品炭黑导电性相当的多孔碳材料,在能源存储和能源转换方面有着日益重要的应用。本文结合废轮胎裂解炭黑纯化方法以及改性方式,主要围绕裂解炭黑在超级电容器、二次电池和电催化等方面的研究进展,对裂解炭黑资源化研究和应用现状等进行综述分析。

废弃风机叶片微波热解制取酚类化学品及再生纤维

随着风电装备更新换代和早期机组批量废弃,风机叶片新型固废产量剧增。热解是复合材料资源化利用的有效方法,现有热解相关研究以纤维材料高质回收为主,然而树脂基体热解产物缺乏分离与高值利用评价。采用微波热解反应器处理废弃风机叶片实现纤维与树脂基体高值回收,考察不同反应条件(热解温度、微波功率)对树脂基体分解效率以及产物分布的影响规律,并通过Aspen Plus软件模拟可溶性产物分馏制备单酚化合物、未分离低值组分与不凝气燃烧供热过程。结果表明,在反应温度450℃和微波功率500 W时,环氧树脂热解可溶性产物产率最高(71%),可直接利用单酚化合物选择性最高(60.34%),经分离回收制备高值苯酚与异丙基苯酚。对该工艺回收废弃风机叶片进行物质流分析,评估过程经济效益,证明分离的高值单酚化合物与再生纤维可实现正向收益。

基于蓄热式固定床气化装置的木质生物质固废气化CFD模拟

基于计算流体力学-稠密离散相模型,建立新型蓄热式气化装置的数值模拟模型,根据上吸式固定床气化特性优化了前处理设置,研究不同过量空气系数下炉内流体流速、压力、温度与组分的分布,分析炉内各组分质量分数在不同时刻及过量空气系数下的分布及演化规律。研究表明,颗粒床层为影响流体流速、压降的主要因素,流体流经床层产生了50~75 Pa的压降。炉内温度场呈现出明显的干燥-热解-还原氧化分区,各工况的温度曲线几乎重叠,大致存在4个拐点。在低过量空气系数区间,气化剂流率的提升对燃气组分影响不大。气化装置的设计有利于提升燃气中H2的质量分数及CO/CO_(2)的质量分数之比,有效提升了燃气热值。

退役LiFePO_(4)正极材料强化解离技术研究现状及展望

随着新能源汽车产业及储能领域快速发展,退役LiFePO_(4)电池的规模化综合回收已成为我国新能源领域可持续发展面临的关键挑战与迫切需求。总结了退役LiFePO_(4)电池正极材料的主要强化解离技术,包括火法冶金、湿法冶金、机械化学、电化学冶金等的原理、优缺点及研究应用现状,进一步阐述了强化解离技术在提高有价组分回收效率、降低成本和减少环境影响方面的创新进展,并对未来发展趋势进行了展望。

市政污泥热解制备生物炭实验研究

引言生物炭是有机物质在缺氧或贫氧气氛下经热裂解过程产生的固体产物,目前对生物炭的研究兴趣源于对亚马逊盆地黑土（Terra Preta）的认识,亚马逊盆地黑土含有丰富的生物炭,多年耕种后,仍保持持久肥力。研究表明,生物炭是稳定的碳载体,在土壤中可保持长达百年至千年之久,土壤中施用生物炭可提高土壤中有机碳以及腐殖质含量,从而提高土壤的养分吸持容量及持水容量。

城市生活垃圾热解气化技术研究进展

从城市生活垃圾热转化方式的比较入手,简要阐明了热解气化过程,讨论了各类热解气化反应器的优缺点,概述了城市生活垃圾热解、气化实验研究进展以及热解气化技术中试及应用情况。通过比较各类实验研究,明确了热解温度、加热速率对热解产物产量及产物分布的影响,气化温度、氧气当量比(RO)对含氧气化反应的影响,气化温度、水蒸气与城市生活垃圾质量比(S/M)对水蒸气气化反应的影响。指出了城市生活垃圾热解气化实验研究热点在于优化控制参数,提高反应速率,促进目标产物高值化,抑制其它产物及污染物的生成,以及城市生活垃圾热解气化技术的发展方向。

不同阴极催化剂对城市垃圾渗滤液微生物燃料电池处理的影响

以城市垃圾渗滤液为阳极液基质,比较以MnO_2和TiO_2为阴极催化剂时,对MFC电池性能以及渗滤液中有机污染物去除率的影响。结果表明,MnO_2和TiO_2作为阴极催化剂,可催化氧化阴极最终电子受体(O_2)、提高电子传递速率,最终提高电池性能。阴极负载MnO_2后,电池性能显著提高,稳定输出电压和最大功率密度分别增大到0.43 V和0.89 W/m^3。与未负载阴极催化剂的MFC相比,经MFC运行7 d后,渗滤液中的生物需氧量(BOD)和NH_4^+-N去除率分别提高8.1%和5.0%,达72.9%和91.6%。但由于缺少光照,阴极负载TiO_2后电池性能无明显改善,稳定输出电压仅为0.23 V,最大功率密度仅0.12 W/m^3,且渗滤液中有机污染物的BOD和NH_4^+-N去除率比负载MnO_2催化剂的MFC低8.8%和5.7%。

MnO_2为阴极催化剂的微生物燃料电池处理城市垃圾渗滤液研究

主要针对城市垃圾热解预处理过程所产生的渗滤液进行研究。首先改变城市垃圾堆放温度和堆放时间,发现城市垃圾于40℃堆放6 d后所得的渗滤液中生物需氧量(Biological Oxygen Demand,BOD)、氨氮浓度约为20800、1410 mg/L,B/C比、B/N比分别为0.32和14.8,营养物质较均衡,易于生化处理,且将其进行微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)处理时,电池可获得0.29 V的稳定输出电压。随后,以上述渗滤液为MFC阳极基质,考察廉价易得的Mn O2作为阴极催化剂对空气阴极单室MFC电池性能以及渗滤液中有机污染物去除率的影响。结果发现,由于Mn O2催化氧还原,加速了MFC阴极接受电子的速度,使得MFC电池性能有较大提高。其中,MFC的最大功率密度由0.16 W/m3提高到0.88 W/m3,而电池稳定输出电压明显升高至0.43 V,且阳极渗滤液中BOD和NH4+-N去除率也分别达72.9%和91.6%,比对照MFC分别提高8.1%和5.0%。

城市垃圾渗滤液的微生物燃料电池产电研究

以城市垃圾处理厂垃圾堆放7天过程中产生的渗滤液为阳极液,构建单室微生物燃料电池(MFCs).通过跟踪观察MFCs启动及阳极微生物驯化过程发现,此类高浓度的有机废水用于MFCs产电时可获得4501.9mW/m3的最大输出功率密度,对应电流密度为30.6A/m3,而通过循环伏安扫描和内阻测定发现,在此溶液环境中阳极电极上有成型生物膜形成,且电池内阻未发生变化,说明渗滤液成分对电池性能无显著损害,渗滤液可用于MFCs产电.随后,通过在线监测MFCs输出电压和分析渗滤液相应指标等方法研究电池产电性能及废水处理效果(生化需氧量、氨氮),进行进一步条件优化.结果表明,当渗滤液呈中性、BOD浓度约为7316.1mg/L时电池的性能最优.此时,最大输出功率密度为9048.0mW/m3,对应电流密度为43.1A/m3,BOD和NH4+-N去除率分别为88.8%和81.7%.而运行时间优化实验表明,运行10—12d最优,此时,MFCs输出电压已降至约90.8±10mV,BOD、NH4+-N去除率达98.0%、89.1%

垃圾预处理条件对渗滤液组分及其微生物燃料电池处理效果的影响

在实际生产生活中,城市垃圾焚烧或热解处置前一般需经过7～10d的堆放预处理,预处理可去除垃圾中部分水分、提高垃圾热值,对于垃圾处理质量、热能回收、污染物排放等有着重要的影响。因此,本实验详细跟踪了城市垃圾预处理条件如堆放温度、堆放时间等对城市垃圾含水率、渗滤液产生量和渗滤液组分的影响,并进一步考察了其对渗滤液微生物燃料电池处理效果的影响。垃圾堆放温度实验结果显示,当垃圾堆放于40℃时效果最佳,此时垃圾减重率适中,所得的渗滤液中B/C比约为0.31、氨氮浓度约为1560mg.L-1,适宜生化处理。此条件下所得的渗滤液经MFC处理时电池可获得0.29V的输出电压,且经7d处理后渗滤液中COD、氨氮去除率可分别达66.2%和87.2%。随后,在最佳堆放温度下进一步考察堆放时间的影响。结果显示,在最佳堆放温度40℃下,垃圾堆放6d后所得的渗滤液组分最易于生化处理,其B/C比约为0.32、氨氮浓度约为1520mg.L-1,经MFC处理时电池可获得0.29V的输出电压,且经7d处理后渗滤液中COD、氨氮的去除率分别为62.7%、87.6%。综上所述,40℃下堆放6d是城市垃圾焚烧或热解处置预处理的最佳条件,此条件下,垃圾减重率和渗滤液产生量适中,且所得渗滤液可生化性较强,适合用于MFC产电处理。

石蜡裂解制α-烯烃集总动力学模型

将集总动力学模型运用于石蜡裂解反应研究,建立了石蜡裂解的集总动力学模型,并通过实际试验中所得的数据验证了模型的准确性,讨论了反应温度及反应时间对模型的影响,为预测产品产率及产品分布、工业装置的生产调试提供了理论依据。

合成气合成低碳醇热力学及试验研究

为了解决液体燃料缺乏以及农业废弃物处置的问题,该文分析了合成低碳醇的重要性,提供了一条解决农业废弃物的方法,并通过热力学分析指导低碳醇的合成。文中使用平衡常数法对合成气合成低碳醇进行热力学分析计算,并验证了计算结果符合理论分析的趋势,得到降低温度、提高压力有利于CO的转化和醇类的生成,以及不同H2/CO摩尔比的情况下CO转化率,同时通过开发一种新型催化剂,使低碳醇的收率大幅度提高,并通过试验数据验证了理论分析的正确性。最终确定了较佳工艺条件:压力5.5MPa,温度350℃,空速6000h-1,产率0.172,为将来的低碳醇合成的工业化提供了技术指导。

模型预测方法在城市固体废弃物热转化过程中的应用

城市固体废弃物(MSW)热转化过程预测模型对研究其实验过程和热处理装置的设计和运行具有重要的指导意义。目前,应用于MSW热转化过程的模型可归纳为动力学模型、热力学平衡模型、多元回归模型和神经网络模型四类。模型研究主要集中于进行MSW热转化特性、产物热值、污染物排放、灰渣熔点等方面的预测。动力学模型适用于较窄的温度区间,对于较大的温度区间需要分段建模。热力学平衡模型局限于少数明确定义机理的反应,对于稍微复杂的系统,通常需要先对反应机理进行进一步研究。多元回归模型也需要先确定函数类型。MSW热转化过程的不确定性和非线性特点,使得神经网络这种非线性建模和预测方法以其良好的自适应、自学习能力成为模型研究的主要发展趋势。

可燃固体废弃物的高值化预处理调质和源头控污机理

我国可燃固体废弃物热处置过程中污染物的排放控制基本停留在过程和末端处理水平,导致固体废弃物焚烧处理为"先生成、后治理和控制",导致诸多问题。由于可燃固体废弃物是多尺度跨度大、成份复杂多变的复杂混合物,具有组分复杂多变、含水率高、热值变化幅度大等特点。目前利用较多的可燃固废的直接焚烧处理导致燃烧不充分、效率低、二次污染严重等问题,因此针对可燃固废多形态(固态、液态、气态)高值化转化再利用技术日益受到关注。开展此类研究需要针对我国可燃固废高含水率、组分复杂、尺度变化大、热值多变的特点,研究热化学、机械、干化、不同成分配比调质等源头调质模式,分析预处理工艺的系统节能以及多形态高值化产物的二次污染排放问题,探索低能耗、低排放、高值化转化的方法和途径。该研究从可燃固废源头多形态(固态、液态、气态)高值化及控污入手,开展可燃固废源头多形态热转化调质、污染物源头富集表征、生物化学法污染物源头控制、各元素交替影响规律等系列研究,以期建立各类形态下高值化产物的净化调质方法,获得可燃固体废弃物多形态高值化产物中污染物的富集表征和交互影响规律,从而探索出可燃固体废弃物的源头控污机制,为近零排放能源化利用提供支撑。

微生物燃料电池处理渗滤液的研究进展

微生物燃料电池(MFCs)是一种利用微生物将燃料中的化学能直接转化为电能的理想产电装置,具有产电与废弃物处置双重功效。为探究渗滤液MFCs处置的发展趋势,简述了MFCs的原理、特点和分类,总结了该技术在渗滤液处置过程中的研究进展,提出今后渗滤液MFCs处置研究将主要集中于三方面:①微生物,阳极优势微生物的选育与驯化富集;②交换膜,寻找价格低廉、性能高的交换膜;③阴极催化剂,研制高效、稳定且廉价的阴极催化剂。

我国餐饮业发展特许经营的SWOT分析和对策

入世后 ,我国餐饮业面临一个更加开放、竞争更加激烈的环境。在日益激烈的市场竞争中 ,若不能实现规模经营 ,不加快自己的发展速度 ,很可能就会被淘汰出局 ,为了积极应对挑战 ,做大做强以实现规模经营 ,我国餐饮企业纷纷引入了特许经营这种既古老又先进的经营模式。文章运用SWOT分析法 ,结合我国餐饮业所处的外部环境和内部状态 ,分析论证了我国餐饮业发展特许经营的竞争地位 ,并提出了相应的对策建议。

中国省级政府间税收竞争反应函数的截面估计

文章运用1992年和2006年的截面数据对中国省级政府间税收竞争反应函数进行截面估计,分别给出了有截距项和无截距项的回归结果,文章采信的是无截距项的情形。在无截距项的情况下,税收竞争反应系数都显著为正,证明了中国省级政府间无论在分税制改革以前还是在分税制改革以后都存在着正向的税收竞争;2006年的税收竞争反应系数大于1992年的税收竞争反应系数,说明分税制改革以后中国省级政府间的税收竞争较之分税制改革以前更加激烈。