生物质连续热解反应装置的变螺距螺旋输送器设计

研制了带有变螺距螺旋输送器的生物质连续热解反应实验装置,对变螺距螺旋输送器参数进行了设计。冷态实验结果表明,变螺距与正、反向螺旋相结合的物料输送方式,更易于热解挥发物顺畅地由尾端排出,保证了连续热解反应的正常进行。该装置对一般生物质处理量约为30 kg/h,停留时间5～10 min,能满足连续稳定热解反应的要求,可开展多种农林生物质连续热解反应的实验研究。

生物质热解挥发物两级冷凝器的设计

根据生物质连续热解挥发物中焦油、木醋液和可燃气的冷凝特性,设计生物质处理量为3 kg·h-1挥发物的两级冷凝器,其中第一级冷凝器用于分离焦油,第二级冷凝器用于分离木醋液。为解决热解挥发物携带的炭粉颗粒在一级冷凝器中与焦油混合,导致一级冷凝器堵塞的问题,提出一种热解挥发物先进入大管径冷凝管再进入小管径冷凝管的冷凝方案,计算该冷凝器传热系数及换热面积,确定结构尺寸,并进行试验研究。结果表明,该设计方案可有效解决热解挥发物易堵塞问题,同时具有较好的木醋液和焦油分离效率,采用分级冷凝工艺收集的焦油和木醋液在静置2个月后无分层现象,焦油含水率由直接冷凝的26%降低到1.5%。

鸡粪热解特性与动力学分析

应用同步热分析仪,以不同升温速率对鸡粪进行热解,研究其热解特性和动力学。结果表明,鸡粪热解可以分为5个阶段,随着升温速率增加,反应的特征温度和最大失重速率变化较明显。根据Malek法确定热解机理为随机成核和随后成长,把试验数据代入热解鸡粪热解反应式拟合计算得到的活化能和频率因子,与Ozawa法计算的结果相同,确定活化能E为180.83 kJ/mol,频率因子lgA为14.27 s-1,反应级数n为1/3。通过常规热解试验,分析样品在一定温度的固体产率,得到的结果与热重试验的数据接近,验证了热重分析结果的可靠性。

HZSM-5催化提质焦油燃烧特性研究

采用耐驰同步热重分析仪,对HZSM-5催化提质前后焦油的理论燃烧特性和动力学进行分析。结果表明,催化提质前、后焦油燃烧过程约分为4个阶段:轻质有机物挥发段、挥发分燃烧段、难挥发组分燃烧段和残留物燃烧阶段,原始焦油前2个阶段失重率约为75%,而提质焦油失重率约为90%。随着升温速率增加,提质焦油最大燃烧速率显著增加,燃烧稳定性明显提高。根据热重曲线计算动力学参数,提质焦油的活化能的变化与热重试验结果符合,明显降低。应用热红外对焦油的燃烧烟气进行燃烧过程分析,气体产物生成主要分为241~380℃、380~500℃和500~600℃3个阶段。

活性污泥厌氧初期吸附降解木醋液产甲烷试验

试验研究活性污泥厌氧初期吸附降解木醋液及产甲烷情况。结果表明,活性污泥对木醋液的厌氧初期吸附在10 min内达到动态平衡,木醋液降解率为15.6%,主要是物理性吸附;10 min后,吸附为物理性和生物性吸附共同作用;伴随着吸附过程木醋液中有机物的水解酸化,醋酸和丙酸含量增加,pH值下降;被吸附降解的有机物以酚类化合物为主;木醋液及其主要有机物的吸附过程可以很好地用Freundlich吸附等温方程描述;甲烷产量随着木醋液初始体积分数的增加而增加。

沼泽红假单胞菌两步法降解焦油中苯酚产氢气

试验通过沼泽红假单胞菌好氧、厌氧两步法降解生物质焦油中苯酚产氢气。在好氧环境下,随着浓度的增大,苯酚降解率减小,经高效液相色谱测定其降解中间产物是邻苯二酚。邻苯二酚开环催化生成的乙酸、丙酸等作为沼泽红假单胞菌光合厌氧产氢气的底物。两步法过程中始终用同一菌种反应,最终把苯酚转化为高热值氢气。

采暖系统堵塞对燃气采暖热水炉运行的影响

国家针对北方雾霾天气提出了“煤改气”工程,在“煤改气”工程中的采暖系统多数由原有的燃煤系统改造,系统堵塞情况较多增加系统阻力影响水量流量。本文通过热平衡的方法分析不同堵塞程度不同水流量对燃气采暖热水炉的影响。