生物质和煤基活性炭制备过程的活化特性比较

分别以稻壳、木屑及褐煤为原料用水蒸气活化法制备了活性炭,比较了所得活性炭的吸附性能和炭化料的反应活性,探明了造成不同原料活化特性差异的原因。结果表明,活化过程中生物质原料的反应活性优于褐煤,炭化料的活化速率遵循脱灰稻壳>木材炭化料>稻壳炭化料>褐煤炭化料。通过对炭化料进行元素分析、气化反应活性分析、BET、SEM、XRD、FTIR、XPS等物理和化学性质的表征,揭示了不同原料表现出不同活化特性的原因。结果表明,在相同炭化和活化条件下,原料挥发分越高,灰分越低,炭化料有机含氧量越高,则水蒸气的活化速率越快,更容易在短时间内制备出高性能的活性炭。

多层流化床中含氧水蒸汽活化法煤基活性炭的制备

为探究多层流化床用于粉状炭化料活化的可行性,采用多层流化床反应器,以大同煤的炭化料为原料,通过含氧水蒸汽活化法制备活性炭,考察操作条件对活性炭的吸附性能、孔结构特性及产率的影响。结果表明,与单层床和3层床相比,双层床活化满足生产高品质活性炭的需求,且能获得较高的活性炭产率。采用在第2层床供入部分氧气的分级供氧方法可提高活性炭的产率,并维持了较高的吸附能力和比表面积。在双层流化床第1层床和第2层床活化温度分别为890℃和870℃、活化剂中氧体积分数为8.9%、加料速率5 g/min、水碳比1.73的条件下,当第2层床供氧量占总氧量的体积分数为50%时,活性炭的收率达到46%,比表面积为877.1 m2/g,亚甲基蓝吸附值为226 mg/g,碘吸附值为1 025 mg/g,强度为92%,装填密度为334 kg/m3。因此,在双层流化床中采用分级供氧能确保同时实现煤基活性炭制备的高收率和高品质。

白酒糟双床解耦燃烧模拟实验研究

采用实验与Aspen Plus模拟相结合的方法,以白酒糟作为富氮高含水生物质残渣的典型代表,研究了生物质残渣双床解耦燃烧的必要性与可行性.结果表明,高水分白酒糟在普通流化床中存在点火时间长、燃烧稳定性差及NO浓度排放高(>800mg/m3)的缺点,而采用双床解耦燃烧可减少点火时间,提高燃烧稳定性并降低NO排放浓度50%以上.模拟结果显示,55%含水率的白酒糟可在双床系统中实现自热燃烧.以石英砂为床料,在500～900℃的流化床燃烧实验中证实了经工业发酵的纤维素更易燃烧,且未发现白酒糟灰的烧结现象.

白酒糟循环流化床燃烧灰直接肥料化利用

研究了白酒糟循环流化床燃烧灰直接作为肥料的可能性和效果,以其为肥料种植油菜,考察了油菜在5种土壤中发芽和生长情况.结果表明,白酒糟燃烧灰对不同生长阶段的油菜有不同影响,对壤质土中的油菜发芽有抑制作用,但能明显改善粘性土壤中油菜的生长环境,油菜的净增量和产量都有明显增加.白酒糟燃烧灰还能提高酸性土壤pH值,使土壤环境向中性(pH6.97～7.74)转变,有利于腐殖酸分解和植物生长.土壤与白酒糟燃烧灰质量比为5:1时,与原土相比,泸州国窖红土壤、泸州青稞土壤及富阳土壤中油菜净增量分别为80.1%,80.9%,163.6%,表明利用白酒糟燃烧灰作为植物生长肥料是可行的.

富含纤维素发酵残渣制备功能材料及其对燃料油生物脱硫的应用

以年发生量达2000万吨的富含纤维素的白酒糟为对象，研发通过热化学转化制备多孔碳材料，也即活性炭，实现其高价值利用的技术。在系统实验室研究和产业技术调研的基础上，创新性地构建了针对粉末状生物质原料，集成干燥、炭化和活化的活性炭连续生产工艺。本技术通过年处理1．5万吨白酒糟年的半工业化工程实施了中试，验证了技术可行性，装置照片如图1所示。中试结果表明，生产的白酒糟基活性炭比表面积达到200平方米／克，碘吸附值620毫克／克。

稻壳制备活性炭联产二氧化硅工艺

采用物理法将稻壳炭化,炭化料用酸碱处理,固体残渣经高温水蒸汽活化制备活性炭,脱灰液体采用沉淀法制备Si O2.结果表明,用2.5 mol/L Na OH溶液按液固比10 m L/g脱灰的炭化料所制活性炭比表面积为961.8 m2/g,比不脱灰炭化料所制活性炭增加136%,总孔容积增加103.8%,对碘和亚甲基蓝的吸附容量分别为1270和300 mg/g.在10%HCl、煅烧温度600℃条件下所制Si O2粒径为40?60 nm,为无定型结构,比表面积达330 m2/g,纯度达99.84%.

沉降炉中生物质热解产物的脱硝特性

利用连续沉降炉模拟白酒糟循环流化床解耦燃烧再燃区的反应气氛,研究各因素对半焦、焦油和热解气脱硝效率(比脱硝效率)的影响.结果表明,反应温度由800℃升至1050℃,热解产物比脱硝效率均增大;半焦和焦油达到最佳比脱硝效率所需的停留时间为3.4s;随反应气中NO浓度由400×10-6(φ)增加到1000×10-6(φ),热解产物比脱硝效率均呈降低趋势,但NO绝对还原量却呈增加趋势;随反应气中O2浓度增加,半焦比脱硝效率增大,热解气比脱硝效率降低,焦油比脱硝效率呈先增加后减少的趋势,在O2浓度为1.6%(φ)时达最大,为60.1%.在本研究的反应条件下,焦油比脱硝效率最好,热解气次之,半焦效果较差.