甜高粱茎汁及茎渣同步糖化发酵工艺优化

为了提高甜高粱秸秆乙醇生产中茎汁和茎渣的利用,以甜高粱茎汁及其渣为发酵原料,对茎汁茎渣混合原料同步糖化乙醇发酵的工艺条件进行优化研究。采用Plackett-Burman(PB)筛选设计试验筛选出影响甜高粱茎秆渣汁同步糖化乙醇发酵的显著因素。采用响应面法建立了同步糖化发酵乙醇生产的乙醇产量数学模型。根据该模型进行了工艺参数的优化,以乙醇产量为指标,试验所得甜高粱茎秆渣汁同步糖化化乙醇发酵的优化工艺条件为:发酵温度36.58℃,混合纤维素酶添加量=23.5(FBU/m L)/35.25(CBU/m L),甜高粱渣汁质量体积比为8.2%,理论预测乙醇产量为89.2%,在此条件下进行验证试验,乙醇产量为88.98%,平均质量浓度,验证了数学模型的有效性,为提高甜高粱茎汁及茎渣混合原料同步糖化发酵产乙醇和提高发酵效率提供参考。

生物质热裂解生物油精制的研究进展

生物质热裂解生物油的高含氧量、低热值和化学不稳定等特性在一定程度上影响了生物油的广泛应用,因此必须对生物油进行精制,以改善生物油的品质。该文从催化加氢、催化裂解、气相催化、水蒸气重整和乳化等方面详细阐述了生物油精制的研究进展,指出了生物油精制的发展方向,以期为生物油的应用提供参考。

牛粪固定床气化多联产工艺

为了减少畜禽粪便自然发酵造成的温室效应和环境污染,降低养殖奶牛的成本和增加养殖奶牛的效益,该文利用自制的固、气、液(Solid,gas,liquid)多联产固定床气化炉将牛粪气化,气化可得到固体牛粪炭、可燃气、提取液三相产品,三相产品均可以资源化利用,从而达到减排、减污的目标。考察了含水率、气化温度及气化剂的当量比对气化效果的影响。结果表明:原料含水率控制在12%～18%,气化温度为850～900℃,当量比在0.25～0.30时,气化效果较好,牛粪含水率为17.78%,气化温度为850℃,当量比为0.30时,气体产率为1.42m3·kg-1,可燃气体的低位热值为2.84MJ·m-3,牛粪炭得率为23.82%,提取液得率是24.17%。牛粪气化多联产工艺试验为工程化实施提了基础和基本数据。

生物质精炼与制浆造纸工业相结合的研究

面对全球的资源短缺与能源危机,生物质资源由于其可再生性和环保性而越来越受到人们的重视。生物质精炼(Biorefinery)作为一个重要的理念近来引起了人们的关注。制浆造纸工业作为生物质资源的巨大消耗者,其与生物质精炼的结合可以是多方面的,文章综述了生物质精炼与制浆造纸工业相结合的有关研究与展望。

秸秆成型燃料锅炉炉膛气体浓度分布规律的试验与分析

为了评价秸秆成型燃料锅炉设计与运行水平,实现锅炉优化设计与安全、稳定、经济运行。采用直接测量方法,在锅炉正常燃烧情况下(排烟处过剩空气系数pαy为2.2),对该文作者设计的双层炉排秸秆成型燃料锅炉炉膛气体浓度分布进行试验,试验得出锅炉炉膛内CO2,O2,CO气体浓度在炉膛高度方向及深度方向的变化规律,并以此分析燃料层内干燥、干馏、氧化、还原、灰渣层厚度。在pαy为2.2时双层炉排秸秆成型燃料锅炉炉膛气体的浓度分布较合理,实现了锅炉安全、稳定、经济运行,锅炉的燃烧效率可达98.20%,热效率可达74.39%;同时该锅炉具有消烟除尘作用,为秸秆成型燃料锅炉燃烧设备进一步的优化设计及运行调整提供依据。

生物柴油氧化稳定性研究

采用烘箱法,将样品置于63℃±2℃的培养箱中,定时取样检测样品过氧化值、酸值、硫代巴比妥酸值,考察B5、B10、B20、B100菜籽油生物柴油(RME)、大豆油生物柴油(SME)、棕榈油生物柴油(PME)、废煎炸油生物柴油(FWME)和0#柴油氧化稳定性,同时考察金属介质对B100生物柴油氧化稳定性的影响。结果表明,4种生物柴油的氧化稳定性依次为FWME>RME>PME>SME,而0#柴油氧化稳定性优于生物柴油;B5、B10、B20生物柴油样品表现出较好的氧化稳定性,但随着样品中生物柴油添加比例的增加,其酸值升高,样品的氧化主要是生物柴油氧化导致的;金属铜对生物柴油和0#柴油的氧化均有催化作用,金属铁的催化作用不明显。

甜高粱茎汁固定化酵母乙醇发酵工艺优化的试验研究

以可溶性糖含量为113g/L的甜高粱茎汁为试验原料,采用响应面法建立了甜高粱茎汁固定化酵母乙醇生产过程中,乙醇产量随温度、pH值和发酵时间变化的二次多项式数学模型。根据该模型进行了工艺参数的优选,以乙醇产量为指标,试验所得甜高粱茎汁固定化酵母乙醇生产优化工艺条件为:温度31.14℃,pH值4.53,发酵时间13.26h,该条件下乙醇产量为39.51g/L。并对模型进行了检验,验证了数学模型的有效性。

牛粪厌氧发酵过程中的分层流变特性

厌氧发酵过程中,物料分层及各层料液黏度、密度等参数是搅拌装置设计的重要依据。该文采用接力试验研究了牛粪中温厌氧发酵过程中各层料液基础物性的变化情况。结果表明:牛粪厌氧发酵过程中,反应器中料液密度自上而下逐渐变大,且各层密度随总固体含量增加而升高,反应过程中各层密度均在发酵第4天达到最大值,料液总固体质量分数为4%、6%、8%时对应的上中下层溶液的密度最大值分别为1.02、1和1.02,1.02、1.03和1.07,1.03、1.03和1.07 g/cm3。受料液分层的影响,反应器中上层和中层料液黏度呈先增大后减小并逐步趋于稳定,下层料液黏度以初始黏度为最大,且不同初始料液总固体含量对黏度变化过程具有显著影响,TS=4%时,上、中层料液黏度分别在第7天、第4天达到最大值11.5和14.7 m Pa·s,下层初始最大黏度为107 m Pa·s;TS=6%、8%时,上、中层料液黏度均在第4天达到最大值,上层料液黏度最大值分别为25.5和63.5 m Pa·s,中层料液黏度最大值分别为15.5和95.5 m Pa·s,下层初始最大黏度分别为135.5和185.5 m Pa·s。随着初始物料总固体含量的增加日产气量也相应增高,产气高峰出现时间相应提前;TS=8%时的累积产气量分别比6%和4%提高了21.4%和8.71%,但产气中甲烷含量增加速率基本相同,并在第10天左右基本趋于稳定。该结果可为厌氧发酵反应器的搅拌装置设计提供参考。

中国农村生物质集中供气工程建设与管理模式

该文着重分析中国农村生物质气化站建设与运行管理中存在的问题,提出生物质集中供气工程的建设及运行管理模式,并对运营模式进行了综合分析。提出农村气化站的燃气输配应以集中制气管网输送及车载配送为主,采取政府引导、企业带动、社会参与、多方投入的产业建设机制,实现专业化运营管理模式,从而解决制约生物质气化技术推广的关键问题。

固体碱催化剂(K_2O/C)的制备及其催化酯交换反应

以活性炭为载体,负载K2CO3后经过煅烧,制得K2O/C固体碱催化剂,通过正交实验,得到催化剂的优化制备条件为:K2CO3与活性炭摩尔比0.04,粒径40目,煅烧温度450℃,煅烧时间3.5h,浸渍时间3h;将其应用于催化棉籽油酯交换制备生物柴油,考察了催化剂的加入量、醇油比、反应温度、反应时间、原料中水分含量等对酯交换反应的影响,得到最佳工艺参数:醇油摩尔比8∶1、催化剂加入量4.0%、反应时间1h。在此条件下,K2O/C的催化活性优于传统均相催化剂,重复使用多次仍具有较好的催化效果。

生物质能发电技术现状与展望

文章综述了物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等生物质能发电技术及其发展现状和存在的问题。生物质能发电技术的加速发展,实现了大量废弃生物质能的利用。在我国电力短缺的条件下,生物质能发电将有广阔的发展前景。

农作物秸秆气化利用技术与商业化经营案例分析

为了探讨农作物秸秆气化技术的商业化发展前景,该文分析了农作物秸秆气化集中供气系统的技术性能,认为空气氧化气化法和干馏热解气化法这两项技术由于工艺路线不同,造成气化集中供气系统组成与技术性能也有差异,但均已较为成熟和实用,具备较高的安全性与可靠性,有待解决与完善的技术问题主要是需要进一步减少燃气中的焦油和杂质含量。在此基础上,评估了农作物秸秆气化集中供气系统的商业化经营能力,应用成本-效益法分别计算了亏损案例和盈利案例,认为随着农作物秸秆气化集中供气系统在大范围内的进一步推广,今后必须增强商业化经营能力,逐步走向市场化道路。

微藻光合作用制氢——能源危机的最终出路?

微藻光合作用制氢是解决能源短缺问题的有效途径。本文介绍了微藻光合作用制氢的机理,包括蓝藻固氮酶和可逆氢酶产氢以及绿藻可逆氢酶产氢的机理。在分析光合制氢限制因素的基础上,指出筛选和构建高效放氢藻株是制氢的有效途径。然后介绍了“直接生物光解”、固氮酶放氢和“间接生物光解”等制氢方式。利用绿藻“间接生物光解”水制氢是一种最有发展潜力的制氢方式。本文最后展望了微藻光合制氢的前景。

竖直下降管换热实验台改进设计与实验

下降管式热解液化装置能够实现生物质热解液化。为了研究下降管中生物质半焦和陶瓷球两种散体混合下落的换热规律,在前期研究的基础上,对实验设备进行了改进设计,并将原实验物料——生物质粉更换为生物质半焦,使实验结果对实际装置的设计与改进更具指导意义。根据不同温度陶瓷球(50、60、70℃)与室温空气的换热实验,通过热平衡分析,得到了陶瓷球热载体与空气的对流传热系数h=600 W/(m2.K);陶瓷球与生物质半焦颗粒换热实验表明,不考虑边界效应时竖直管内温度呈线性分布;对流换热为竖直下降管系统热量传递的主要方式。

生物质热裂解生物油性质的研究进展

生物质热裂解生物油是生物质在隔绝空气的条件下,快速加热裂解,裂解蒸汽经快速冷却制得的棕褐色液体产物。生物油的物理化学性质显示了其在商业上的应用潜力,已引起了国内外的广泛关注。为此,从组成成分、含水量、含氧量、固体颗粒、灰分、酸性、腐蚀性和粘度等方面详细叙述了生物油的物理化学性质,提出了应用生物油的发展方向和推广应用生物油必须解决的问题。

BCT-1型生物质燃气燃烧器的研制

该文介绍了生物质燃气的基本燃烧特性,并给出了BCT-1型生物质燃气燃烧器的基本结构。BCT-1型生物质燃气燃烧器采用鼓风扩散式燃烧,使用柴油作为点火介质,燃烧过程实现自动控制。该燃烧器适用于多种生物质气化燃气,试验表明燃烧器在稳定工作条件下燃烧效率为98%,烟气CO含量小于1×10-6,各项性能指标达到燃气燃烧器的基本要求。

当量比对猪粪空气气化效果的影响

畜禽养殖废弃物的减量化和资源化利用是畜禽养殖污染控制的主要途径,热化学处理技术为畜禽养殖废弃物的资源化利用提供了新的方式。试验采用自主设计制造的流化床反应器,对猪粪展开以空气为气化剂的气化研究。该文主要考察了当量比(ER)对气化过程和效果的影响,结果表明ER对气化过程的影响具有双重性和复杂性。ER的改变直接影响反应器内流化气体的流动速度,对反应器内温度场分布产生显著影响,随着ER的提高,使氧化还原区和高温区向反应器上部移动。ER值升高,固体得率减小,对热解气化有利,但ER值过大,使液态产物增加,对气化过程不利。燃气热值随ER值升高而降低,碳转化率随ER值升高而升高,ER值对气化效率的影响呈波动特性。猪粪气化的ER调节范围应该在0.25左右。在实际生产中根据反应器内温度分布情况、气体输出情况和反应器内的物料流化状况等对ER的作适当调控非常重要。

转基因植物生产药用蛋白研究进展

利用转基因植物作为生物反应器生产具有重要价值的多肽和蛋白质,包括抗体、疫苗、药用蛋白等较之其他系统具有很多优越性,已经成为当前植物基因工程和药物生物技术领域中的研究热点,着重就这一领域近年来国内外的研究现状、发展趋势、存在的问题及对策进行综述。

我国中长期经济发展中氢能消费量及CO_2减排效果估算

从我国中长期经济发展状态人手,建立了经济发展与氢能消费的需求关系后分别设置了氢能消费比例、经济发展速度、产业结构变化等输入参数。采用Vensim-PLE系统动力学软件包,设定我国高低两种中长期经济发展速度,分别得出对应的氢能消费总量。在此基础上,以我国目前主体能源消费品种——燃煤为比较对象,通过能量替代的方法计算出两种方案氢能消费总量所产生的CO_2减排效果。最终认为:氢能等可再生能源消费总量估算的结构因素迥异于目前的主体消费能源;系统动力学方法在氢能等可再生能源的消费总量研究中优势明显;相对燃煤能源消费,氢能作为无碳能源中所产生的CO_2减排优势非常明显。

有机共溶剂中向日葵油制备生物柴油的研究

在四氢呋喃(THF)共溶剂和催化剂氢氧化钾的作用下,采用葵花油与甲醇发生酯化反应制备脂肪酸甲酯(生物柴油),研究了醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量、反应时间和共溶剂四氢呋喃等对产物收率的影响。通过试验得到最佳反应条件:醇油摩尔比6.0∶1,反应温度为50℃,催化剂用量为0.8%,反应时间为80 m in,THF的用量为1.5%。在最佳条件下,酯化率达到94.78%,并对结构进行了红外光谱表征,所获结果满意。