生物质与塑料共催化热解制备芳烃化合物研究进展

芳烃,尤其苯、甲苯、二甲苯(BTX)等单环芳烃,是化工行业重要的基础原料,主要来源于化石燃料的催化重整与热裂解。生物质与塑料共催化热解制芳烃具有高效、环保、低成本、高选择性等优点,可以解决因生物质富氧、贫氢的特点造成热解产物氧含量高、芳烃收率和选择性低等问题。本工作主要综述了生物质与塑料共催化热解制备芳烃化合物的研究进展,介绍了共催化热解反应原料类别,重点论述了共催化热解反应催化剂,总结归纳了共催化热解双烯合成、烃池协同等反应机理。展望了生物质与塑料共催化热解未来的研究重心与发展方向,即通过研制高活性、高稳定性的改性分子筛催化剂来提高芳烃产率。

LDHs衍生阵列催化剂在吸收增强式甘油水蒸气重整制氢的应用前景展望

对吸收增强式甘油水蒸气重整(SESRG)制氢反应网络及热力学特性、Ni-Ca基催化-吸收双功能催化剂研究进展及面临的挑战进行归纳总结,系统分析Ni基催化位点、Ca基吸附位点失活机理及改性手段。结合层状双金属氢氧化物(LDHs)材料和阵列催化剂独特的结构优势和物化特性,提出设计研发LDHs衍生阵列催化剂是提高Ni-Ca双功能催化剂反应活性和稳定性的有效手段,并对其在甘油高效稳定制氢领域发展前景进行展望。

合成气直接制芳烃含氧中间体路线研究进展

芳烃作为重要的化工原料,目前主要经由石油重整和裂解制备。由合成气(CO加氢)直接转化制芳烃是一种新型的非石油芳烃制备路线,其中含氧中间体路线具有芳烃选择性高、甲烷选择性极低等优点。主要综述了合成气经含氧中间体制备芳烃的研究进展。重点论述了双功能催化剂中活性组分及其配比、分子筛结构和酸性、耦合方式等因素对反应过程的影响;并概述了CO和H_(2)解离、反应中间体、催化剂失活等反应机理。指出研制高活性和稳定性的催化剂用于提高含氧中间体路线的CO转化率和芳烃产物选择性,探索催化反应机理等仍然是未来研究的重点。

加压水洗沼气脱碳的实验研究

利用加压水洗提纯沼气小试实验装置,研究了进水流量、进气流量、吸收压力和吸收温度对沼气加压水洗脱碳过程中CO2去除率、CH4回收率和CO2饱和度等参数的影响。结果表明：增大吸收压力和降低吸收温度可显著提升加压水洗脱碳效果,增大进水流量和减小进气流量可以提高CO2去除率和产品气的纯度;CO2去除率越高,CH4回收率和产气率越低;当进水流量为100 m L/min、进气流量为800 m L/min、吸收温度为10℃、吸收压力为0.8~1.0 MPa时,产品气中的CO2含量可控制在3%以下,能够满足车用压缩天然气技术标准的要求。

沼气厌氧消化过程影响因素研究进展

沼气厌氧消化过程涉及复杂微生物群落在厌氧环境下的协同作用,此过程中的因素变化会导致菌群结构发生改变,进而影响发酵系统的稳定性和效率。本文对影响厌氧发酵过程稳定和效率的因素进行了探讨,包括发酵温度、pH值、碳氮比、有机负荷、停留时间及营养元素等。认为厌氧发酵过程采用混合原料可以弥补单一原料发酵过程的养分不足和特定成分积累对发酵过程稳定性的影响;在发酵温度的选择上,要充分考虑能源输入/输出比,才能保证过程的经济性。

物理场强化气液传质的研究进展

分别简述了磁场、电场、电磁场、超声场和超重力场5种物理场的作用机理,综述了这些物理场在强化蒸发、精馏和气体吸收等气液传质过程中的研究进展,同时概述了物理场强化气液传质的热力学研究进展。分析表明,物理场强化气液传质在化工、环保和节能减排等领域具有广泛的应用前景,但目前的研究大多还处于实验阶段,其机理和各种因素对强化效果影响的研究还不够深入和完善。指出今后研究热点主要包括:继续探索物理场强化传质的作用机理,拓展其应用领域,并对过程中的瓶颈问题进行技术攻关;通过实验和热力学研究两种方法对不同种类物理场强化传质效果进行比较,以确定各种物理场的适用体系。

沼气中硅氧烷去除技术研究进展

填埋场或污泥厌氧消化所产生的沼气中普遍含有硅氧烷,被用于燃烧发电时,这些硅氧烷会被氧化为具有类似玻璃特性的微晶二氧化硅,严重损害沼气发电机的稳定、高效运行,因此,需要在沼气使用前对硅氧烷进行去除。目前已有三种硅氧烷去除技术得到了商业化应用:吸附法,吸收法和低温冷凝。一些基于其他技术的去除方法也取得了一定的研究进展,具有较好的发展前景,这些方法包括生物滴滤池法,催化剂法,膜分离法等。文章对沼气中硅氧烷的来源和特性进行了介绍,并对硅氧烷去除技术的研究进展进行了概述,并简要探讨了进一步的研究和发展方向。

市政剩余污泥蛋白质碱提取资源化利用工艺研究

研究了市政剩余污泥的蛋白质提取工艺。首先比较了酸碱两种预处理方法对蛋白质提取的影响,对效果较好的碱处理方法进行了进一步优化。利用响应面法对NaOH浓度、溶液加入量和处理时间进行了优化,获得了最优蛋白质提取条件:21.79 g湿污泥中加入80 m L NaOH溶液(3.68 mol/L),在50℃条件下处理20.32 h。在上述条件下,蛋白质产量为8 967±0.4μg/g干污泥,是优化前的2.33倍。

污泥增强番茄茎叶单相发酵产沼气研究

针对番茄茎叶自然发酵速率较慢的问题,采用与剩余污泥混合发酵(番茄茎叶与污泥挥发性固体质量比为1:2)调控底物营养结构,同时接种0.1 g/m L颗粒污泥弥补体系产甲烷菌微生物不足的方法,不仅使番茄茎叶的去除率达到95%以上,而且显著提高有机物发酵的沼气产率至263 m L/g(提高7.5倍),沼气中甲烷体积分数也相应提高至64.5%。该发酵方法不仅达到了以废治废的目的,而且实现了资源利用最大化。

渗滤工艺中蔬菜废弃物厌氧产酸过程研究

文章研究了甘蓝、土豆和西红柿藤蔓在渗滤床中的有机酸分布规律和产酸状况,并对产酸过程中的重要指标参数进行了监测。结果表明:甘蓝、土豆和西红柿藤蔓三者的产酸停留时间分别为4,5,8 d,酸化后主要有机酸的产量和分布有较大区别;土豆和甘蓝总产酸量远高于西红柿藤蔓,西红柿藤蔓由于纤维素含量较高,产酸率明显较低;有机酸主要以乙酸和丁酸为主。土豆和甘蓝最终所得渗滤液的COD浓度可达到10 150 mg/L,表明产酸过程较好地将蔬菜废弃物中的有机物水解酸化成了有机酸及其他组分。

生物法合成叶醇的研究进展

叶醇是食品和化妆品市场上最重要的香料之一,主要通过化学法合成.介绍了目前国内外生物法合成叶醇的研究状况,并试图为下一步的研究方向提出建议.

微生物法生产γ-癸内酯的初步研究

研究了耶罗威亚酵母(Yarrowiasp.)转化蓖麻油生成γ-癸内酯的过程。根据菌株的生长特性,确定底物蓖麻油的最适加入时间;分批培养菌体转化,γ-癸内酯产量为2.4 g/L;采用转化液接种进行二次转化,γ-癸内酯产量可提高到4.0 g/L;考察了溶氧条件变化对γ-癸内酯积累的影响。

合成气经费托路线直接制芳烃进展

芳烃作为重要的工业基础化学品,可通过合成气直接或间接法转化制备。与间接转化法相比较,合成气直接制芳烃路线(STA)具有原料转化率高、流程短、产品易分离等优点。本研究主要综述了合成气经费托路线直接制芳烃的研究进展,重点分析了金属氧化物耦合分子筛双功能催化剂中费托活性组分与助剂的选择、分子筛酸性调变、孔道结构调控等对催化反应性能的影响;归纳了反应温度、压力、空速、氢碳比等反应参数对反应性能的影响规律,并基于STA反应机理和失活机理等方面概述探讨如何提高活性和稳定性;总结归纳了合成气经费托路线制芳烃面临的主要问题以及今后研究的方向。

排硫硫杆菌净化处理沼气中H_2S实验研究

文章以排硫硫杆菌(Tiobacillus thioparus)作为接种菌株,实验了活性炭填料生物滴滤塔对沼气中H_2S的去除性能,研究了进气H_2S浓度、气体停留时间等参数对生物滴滤塔去除沼气中H_2S性能的影响。结果表明,以球状活性炭为填料,采用排硫硫杆菌接种生物滴滤塔处理含H_2S沼气,挂膜速度快,系统运行稳定且脱硫效率高。固定进气H_2S浓度1000 ppm,停留时间大于29 s时,H_2S去除率可以达到95%以上。动力学分析表明,生物降解一级反应动力学方程能够较好地与实验数据吻合,最大H_2S去除负荷为588.02 g·m^(-3)h^(-1)。随着实验的进行,填料塔的压力降会因为生物膜的生长和单质硫的积累逐渐增加,严重时导致气体完全堵塞,需要进行鼓泡反冲以除去积累的单质硫。

青霉菌对秸秆复合菌系好氧发酵的影响

文章研究了青霉菌对玉米秸秆复合菌系好氧发酵的影响以及青霉菌与其他微生物间的相互作用。研究结果表明:添加青霉菌可以提高秸秆复合菌系对木质纤维素的降解;当青霉菌的添加量超过0.3%时,其提高效果与添加量为0.3%时没有显著差异;好氧发酵结束后,添加青霉菌试验组的总腐殖酸、胡敏酸和富里酸含量均高于对照组,青霉菌添加量为0.3%的试验组的总腐殖酸、胡敏酸、富里酸与胡富比最高,分别为521.75,331.64,190.11 g/kg和1.74;添加青霉菌可以提高漆酶活性,降低木质素过氧化物酶活性;青霉菌与复合菌系存在竞争关系,但添加青霉菌改变了好氧发酵过程中复合菌系的微生物群落结构;在好氧发酵末期,真菌优势菌群为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),细菌优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。

好氧生物预处理时间对玉米秸秆水解酸化的影响

以玉米秸秆为原料,先经复合菌系进行好氧生物预处理,然后接种厌氧污泥进行厌氧发酵,考察了预处理时间对厌氧发酵的影响,并测定木质纤维素结构及含量变化、关键性酶活、微生物多样性和厌氧发酵酸化产量。研究结果表明:随着预处理时间的延长,玉米秸秆的结构逐渐被破坏,木质素过氧化物酶活性逐渐降低,木聚糖酶和纤维素酶活性逐渐升高,最高分别达0.879和0.0257 U/mg。放线菌、芽孢杆菌和曲霉菌是秸秆好氧生物预处理中的优势菌群。玉米秸秆经好氧生物预处理2 d,厌氧发酵产酸效果最佳,乙醇和挥发性脂肪酸产量为249.3 mg/g,比未处理提高了46.73%;玉米秸秆经好氧生物预处理5 d,乙醇和挥发性脂肪酸产量为138.2 mg/g,比未处理降低了18.66%。过长的玉米秸秆好氧预处理时间会使玉米秸秆中半纤维素、纤维素过度降解,这是造成玉米秸秆厌氧发酵产酸量下降的主要原因。以能源化、资源化为目的的玉米秸秆厌氧发酵预处理时,利用复合菌系好氧生物处理作为其预处理方法,应严格控制预处理时间,避免因为纤维素、半纤维素过度降解导致的产品产率下降问题。

纳米四氧化三铁对甲烷生物合成途径的影响

文章分别以乙酸钠、H_2,CO_2和葡萄糖为发酵底物,研究不同浓度(100,200,300,400,600 mg/L)的纳米四氧化三铁(Fe_3O_4NPs)对甲烷生物合成途径(乙酸型、氢型、混合型)的影响。研究结果表明:随着Fe_3O_4NPs浓度的增大,Fe_3O_4NPs对乙酸型和混合型发酵进程的促进作用均呈现出先增强后减弱的变化趋势,Fe_3O_4NPs的最适投加浓度均为300 mg/L,两种途径的最大甲烷促进率分别为16.8%和34.0%;Fe_3O_4NPs能够促进氢型发酵进程的浓度为300～600 mg/L,最大甲烷促进率为32%。

高质量推进无锡城市重点工程建设探讨

自古以来,修桥铺路就被列为世间一大善事。现如今,城市重点工程建设也是名副其实的民生工程、民心工程,它一头连着市民出行保障,一头连着经济社会发展。高质量推进城市重点工程建设,对提高城市能级、推动经济转型升级、提升城市宜居品质、增强人民群众获得感幸福感具有十分重要的意义。在总结近年来无锡城市重点工程建设成果的基础上,结合新形势新要求,对如何高质量推进工程建设提出工作建议。

餐厨垃圾厌氧消化处理技术研究进展

针对餐厨垃圾厌氧消化过程中挥发性脂肪酸和氨氮内源性抑制问题,从改进反应器、共消化、添加生物炭、添加微量元素以及生物强化5个方面分析了减缓内源性抑制的优势和不足,并从反应器设备改进和机理研究2方面对减缓内源性抑制进行了展望。

生物油水蒸气催化重整制氢研究进展

氢气作为重要的清洁能源和化工原料,目前主要来源于化石燃料,而生物质经快速热解制得生物油用于水蒸气催化重整制氢被认为是一种高效、环保、经济的可再生能源制氢途径。本文首先综述了近年来生物油水蒸气催化重整制氢相关反应原料;然后重点讨论了生物油水蒸气催化重整反应催化剂研究近况;总结了生物油水蒸气重整反应机理与动力学分析;最后列举了重整反应器等方面的研究进展。相比于生物油,生物油模型化合物因结构简单、转化率与氢气收率高,得到广泛研究;以Ni为代表的活性金属组分催化活性高,金属间协同作用强;不同类型的载体可增强催化剂的稳定性,碱性载体还可吸收CO2、提高催化剂抗积炭、防烧结等方面的性能;不同结构的反应器在性能方面表现各异,主要以固定床反应器为主。研制高活性、稳定性强的催化剂,提高重整反应的循环稳定性,并总结最符合动力学规律的反应机理,以及研发高效的反应器是今后生物油水蒸气催化重整制氢研究的重点。