两步法制备蔗渣基碳纳米管

通过两步法制备蔗渣基碳纳米管(CNTs),首先利用微波热解蔗渣得到生物质热解气,再将热解气作为碳源通入负载Fe基催化剂的管式炉中制备CNTs,利用XRD、SEM、Raman光谱等方法表征CNTs的微观结构。实验结果表明,生物质热解气通过化学气相沉积制备CNTs是一种较好的方法,制备的CNTs管壁光滑完整,Raman光谱中D峰与G峰的强度比小于0.5,2D峰与G峰的强度比大于0.8,说明制备的CNTs石墨化程度较好、纯度高,为蔗渣废弃物资源化提供了新思路。

生物质快速裂解液体产物的分析

应用萃取及柱层析的分离方法将生物质快速裂解油分离成 4种组分 :烷烃、芳烃、极性组分和难挥发性组分 ;并应用气相色谱、气相色谱 -质谱、核磁共振等现代分析测试技术 ,对水相和油相中各分离组分分别分析和鉴定 。

流化床生物质快速裂解制液体燃料

在流化床反应器内进行生物质快速裂解制液体燃料的研究。实验装置包括加热、反应、分离和控制等部分。设计生物质最大处理量为 5kg/h。反应在常压和 4 2 0～ 5 2 5℃的温度范围内进行 ,以木屑为生物质原料 ,以二氧化碳为流化气 ,石英沙为加热介质。在适当的裂解条件下液体产率可达 70 % ,气体和焦的收率均为 15 %左右。研究了反应温度 ,流化气流量。

煤中氢键类型的研究煤中氢键类型的研究

采用真空红外光谱技术清晰地观察到了碳含量７３～８８ｗ％（ｄａｆ）的四个煤样及其溶剂抽出物中的五种羟基的不同氢键缔合类型，并通过原位热解红外光谱技术研究了它们的热稳定性。结果表明，它们的热稳定性顺序为：ＯＨ…π＜ＯＨ…Ｎ＜ＯＨ自缔合≈环状四聚体ＯＨ＜ＯＨ…醚氧。

生物质裂解油催化裂解精制

在HZSM-5催化剂存在的条件下,生物质裂解油在固定床反应器内进行了催化裂解. 实验研究了精制生物油的产率受温度、催化剂粒度、质量空速、溶剂诸因素的影响程度. 在较佳的反应条件下,即质量空速3.7 h-1、温度380oC时,获得了较高的精制生物油产率(44.68%). 产物分析表明,精制油中的含氧化合物如有机酸、酯、醇、酮、醛的含量大大降低,而不含氧的芳香族碳氢化合物和多环芳香碳氢化合物含量有所增加.

氢键在煤大分子溶胀行为中的作用

选择对氟苯酚（ＰＦＰ）做为煤中羟基的模型化合物，考察了煤与溶剂间氢键强度对煤大分子溶胀行为的影响。发现煤在溶剂中的溶胀率随着ＰＦＰ与溶剂间氢键生成热的增大而增加；煤的溶胀率随煤化程度的提高而降低以及煤经碱、酸处理后溶胀率增加。这些结果表明，煤中羟基与溶剂间的氢键力是决定煤大分子溶胀行为的关键因素。

渣油加氢处理对渣油胶体稳定性的影响

利用向渣油中加入正构烷烃引起沥青质沉积起始点的变化以及渣油热反应生焦诱导期的变化,证实了加氢处理对渣油胶体稳定性的影响。适当的加氢处理能提高渣油胶体稳定性,深度加氢处理降低渣油胶体稳定性。根据渣油体系热反应生焦诱导期和渣油组成与结构的关系导出了渣油胶体的稳定性函数为:S(Re/(fA-As.As),Ar,Sa)=12.57Re/(fA-As.As)+1.07Ar-1.65Sa。该函数指出:胶质组分是影响胶体稳定性的主要因素,芳香分组分对胶体稳定有保护作用,饱和分组分破坏胶体的稳定性。

煤与木屑共液化

在３００ｍｌ带搅拌的高压反应釜内，考察了煤和木屑共液化反应的规律及工艺条件。结果表明：在煤和木屑共液化过程中，木屑能够有效地促进煤的转化，提高油收率，改善油品质量。

分子筛改性对一步法合成二甲醚的影响

采用浸渍法制备了MgO、CaO、ZnO改性的HZSM-5分子筛,并以改性HZSM-5为脱水剂与JC207甲醇合成催化剂组成双功能催化剂,在固定床反应器上考察了其对一步法合成二甲醚影响。结果表明,适量碱性氧化物的引入,引起分子筛表面的B酸中心(强酸中心)向L酸中心(弱酸中心)转变,而弱酸和中强酸中心是甲醇脱水生成二甲醚的活性中心,强酸中心会造成二甲醚进一步脱水生成烃类副产品,所以改性后产物中二氧化碳和烃类的选择性下降,二甲醚选择性升高。这种趋势在CaO/HZSM-5脱水剂上表现的更为明显。

纤维素制取乙醇技术

以纤维素为原料生产燃料乙醇由于其原料来源广泛及环保效益良好而被认为是最有前景的生产燃料乙醇的方法之一。以纤维素为原料生产乙醇主要包括水解和发酵两个转化过程。本文介绍了纤维素生产燃料乙醇的原理及工艺过程,同时讨论了各工艺过程需要解决的关键技术问题,分析了过程的经济性,最后介绍了国内外的应用现状,展望了纤维素生产燃料乙醇的产业化前景。

渣油加氢处理过程中硫的分布与脱除规律研究

The removal of sulfur and changes of sulfur forms in Oman vacuum residue by hydrotreating were investigated on a pilot plant.The results illustrated that the content of total sulfur in hydrotreated residue reduced gradually with the hydrotreating.Over 80% of total sulfur in the residue can be removed at three temperatures(T-5 ℃,T ℃,T+5 ℃),although a higher temperature can enhance the desulfurization effect.The residue fractions of aromatic,resin,asphaltene and saturate contain about 60%,32%,8% and 1% of total sulfur,respectively;however,the sulfur content in each fraction is in the order of asphaltene>resin>aromatic>saturate.The sulfidic sulfur content in the residue fraction decreased and the thiophenic sulfur content increased with the heaviness of residue fraction.Sulfur forms exhibit influence on the hydrodesulfurization effect;the removal of sulfidic sulfur is much easier than that of thiophenic sulfur.The residue fractions are also different in the desulphurization effect,depending on their molecular size and structure;the sulfur removal ratio of saturate and aromatic is higher than that of resin and asphaltene.

渣油在加氢处理中的性质和结构变化规律研究

利用渣油加氢处理中试装置,获得了经过脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮催化剂的系列渣油加氢处理产物,分析了各产物的性质。随加氢深度增加,硫、氮、残炭、镍和钒在渣油加氢产物中的的质量分数降低,总脱除率分别为84.9%、51.3%、62.8%、84.8%和94.0%。各产物的组分分布发生变化,饱和分组分增加,芳香分、胶质、沥青质组分减少,重组分胶质和沥青质组分的转化分别达到了57.5%和73.3%。以核磁共振为基础计算了渣油加氢产物组分的平均结构参数。结果表明,芳香分和胶质组分单元结构芳香环数和环烷环数减少,芳香碳分率fA、环烷碳分率fN和烷基碳分率fP变化不明显;而沥青质分子fA增加,fN和fP降低。从平均结构参数还可以看出,不同加氢产物同一种组分在结构上有其共性,但不同组分有明显区别。

生物质制氢气的研究

氢能是一种新型的洁净能源，是新能源研究中的热点．生物质法制氢是一项很有发展前途的技术，但受到多种因素的影响，目前还难以大规模地进行，气化法制氢是制氢枝术中成本最低的，也是目前应该重点发展的技术．简要论述了国内外对生物质制氢研究的原理及相关技术，指出了此项技术的研究热点和发展方向．

在线催化裂解精制生物质裂解油

以木屑为原料,在3种条件下分别制取快速裂解油、二次裂解油和在线精制油,并对三者进行了水分、元素组成、组分测定和分析。由分析结果知:在线精制油的水分含量最低(仅22%),氧含量最低为31.4%(文中百分数如无特殊说明均为质量分数),且其组分中含一或两个苯环的化合物的相对含量明显上升(接近17%)。在线催化裂解条件下,比较了390、450和500℃3个温度的产物物性,500℃得到的生物质油的物性(密度、粘度、水分、元素组成)明显优于390℃和450℃两个温度下的产物。

芒草稀硫酸水解工艺条件的正交实验

芒草含有80%以上的可降解的纤维素和半纤维素,仅含有19%的不被酸降解的苯环化合物,木质素,适于作为生产燃料乙醇的原料。通过对芒草稀酸水解工艺的正交实验研究,探讨了反应时间、硫酸浓度、原料与硫酸的固液比等因素对纤维素、半纤维素降解为葡萄糖、木糖及总糖含量的影响。结果表明:在121℃条件下,对于纤维素,影响葡萄糖产量的主要因素是硫酸浓度;而对于半纤维素,1.5%的硫酸就可使之降解完全;但在酸浓度较高时,会产生葡萄糖、木糖以外的杂质。

导向喷动流化床生物质快速裂解制液体燃料

在冷模试验得到的优化的结构参数基础上,建立了一套生物质最大处理量为5kg/h的导向管喷动流化床生物质裂解反应器。反应在常压和440～520°C进行,以木屑为生物质原料,二氧化碳和氮气为喷动气或流化气,沙子为流化介质。结果表明该喷动流化床反应器可用于生物质的快速裂解。在400～480°C,液体产率随温度增加而上升,高于480°C时,二次反应的加剧又导致液体产品产率下降。固体和气体的产率则随温度的升高而减少。喷动气和流化气流量的增加均强化了反应器内的传热,并使生物质初始裂解产物的停留时间减少,二次反应进行程度减弱。在适当的裂解条件下液体产率可达73.2%,此时气体和焦的产率分别为12.8%和14.0%。所得液体产品为单一相液体,含水约30%,可用于燃烧。与流化床相比,喷动流化床作为生物质快速裂解反应器可明显提高液体产率。

生物质油精制前后热稳定性和热分解动力学研究

采用TGA-DTA联用测定生物质油的热失重曲线,用Achar微分法和Coats-Redfern积分法计算了挥发和热分解的活化能,并结合Satava法和Bagchi法确定热分解机理函数,得到了生物质油精制前后的非等温动力学方程。推断出热分解过程分别为三级反应和三维扩散3D反应,动力学方程分别为dα/dt=0.5Ae-E/RT(1-α)3和dα/dt=1.5Ae-E/RT(1-α)4/3[(1-α)-1/3-1]-1。实验表明,精制后的生物质油较精制前挥发的活化能降低了很多而热解活化能提高了很多,相应地,精制后的生物质油的挥发性和热稳定性都提高了很多。

渣油加氢处理过程中金属分布与脱除规律的研究

在渣油加氢处理中试装置上,考察了金属在不同催化剂上的脱除规律。结果表明,阿曼原料渣油经加氢处理后,镍、钒、铁、钠、钙脱除率分别为84．9%,93．8%,96．8%,34．0%,70．0%,镍、钒、铁比钠、钙更容易脱除。镍、钒、铁在脱金属催化剂上的脱除率分别为61．2%,80．8%, 93．5%,大部分金属在脱金属催化剂上就已经脱除。渣油中的金属杂质主要分布在胶质和沥青质组分中,金属在胶质组分中分布比例较高,但较易脱除。加氢处理对组成分布的影响使得镍和钒在胶质和沥青质组分中的分布比例发生变化,未能脱除的金属主要残留在沥青质组分中。

三种海藻的热解特性及动力学分析

采用动力学分析方法对三种海藻(龙须菜、角叉菜和马尾藻)进行了热解和动力学分析。结果表明,角叉菜热稳定性最低,龙须菜和马尾藻的热稳定性相近;与马尾松等典型陆地高等植物相比,海藻的热稳定性都较低。采用Popescu法计算表明,AvramiErofeev方程可以用来描述三种海藻的主要挥发分脱除过程。在三种海藻中,角叉菜的平均活化能最低,这也表明其热稳定性最低。与马尾松等陆高等植物相比,海藻热解发生在较低的温区,且主要表现为放热效应,而马尾松等陆地高等植物热解发生在较高的温区,存在明显的吸热效应。

生物质裂解焦油的燃烧特性及动力学模型

采用热重分析法对生物质裂解焦油的燃烧过程进行了研究 ,探讨了生物质油的燃烧特性及升温速率对燃烧温度的影响 ,并根据微分热重曲线 ,建立动力学模型 ,计算燃烧反应的动力学参数。结果表明 ,生物质油的燃烧过程可分成 3段 ,其动力学模型可用