生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展

20世纪70年代以来,开发低成本、可再生的能源已成为各国的研究热点。以生物质为原料生产的燃料乙醇是一种很有应用潜力的能源。文章简要讨论了生物质合成气发酵生产乙醇的技术途径,分析了该技术的优点、工艺过程、生产成本和市场化进程,特别介绍了美国BRI公司和密西西比乙醇公司(ME)在生物质合成气发酵生产乙醇方面所做的工作;同时,指出了我国发展生物质合成气发酵技术的必要性和应用前景。

Cu-Zn-Al-Li催化生物质合成气合成甲醇

在模拟生物质合成气气氛(CO/H2/CO2/N2=22/47/27/4,体积比)下对Cu?Zn催化生物质合成气合成甲醇进行活性评价,发现Cu?Zn催化剂合成甲醇活性随反应时间单调下降,40h后Cu?Zn催化剂活性比初始活性下降15%,添加Al能提高Cu?Zn催化剂的稳定性,添加Al后的Cu?Zn?Al及Cu?Zn?Al?Li催化剂40h内合成甲醇的活性均未见明显下降.SEM和XRD表征研究发现,添加Li助剂有助于分散Cu活性组分,从而提高催化剂活性.不同压力、空速及气体成分下,CO转化率均远高于CO2转化率,CO是生物质合成气合成甲醇的主要C来源.

生物质合成气制甲醇的研究

以玉米秸秆合成气为原料 ,在等温积分反应器中 ,使用国产 C30 1铜基催化剂 (粒度为 0 .991mm×0 .833m m) ,在 5 MPa压力下 ,进行甲醇合成优化实验研究 .结果表明 :合成甲醇的最适宜流量为 0 .6～ 0 .9mol/h,最佳温度为 2 30～ 2 5 0℃ ,每千克催化剂的最大甲醇时空收率为 0 .5 4 17kg/h.

百吨级生物质合成气合成二甲醚中试系统设计及运行分析

该系统以农业废弃物玉米芯经富氧气化制备的低H_2/CO合成气为气源,采用固定床一步法合成二甲醚工艺,高效生产DME产品。运行结果表明,在空速为650h^(-1)和1200h^(-1)时,CO单程转化率分别为82.00%和73.55%,DME选择性分别为73.95%和69.73%,DME时空产率分别为124.28kg/(m^3·h)和203.80kg/(m^3·h)。生物质合成气的深度脱氧和脱焦油是保证合成系统稳定运行的关键。合成尾气H_2/CO较高,经脱CO_2后循环利用可大大提高DME的产率。

Na促进的CuCoMn催化剂催化生物质合成气合成高醇(英文)

研究钠促进的CuCoMn催化剂的特性及其在生物质气化合成气合成高醇中的应用. 研究了催化剂中Na含量及合成条件(温度、压力和空速)对生物质基合成气合成高醇性能的影响. 发现CuCoMnNa0.1催化剂较适合高醇合成, 在300 °C以下, 随着温度的上升, 碳转化率增大, 而醇选择性降低. 压力的增加有利于醇的合成,增大空速会明显降低碳转化率, 但醇时空产率则因转换频率的增加而增大. 在所考察的范围内, 醇产率最高达S到ch30u4lz.6-F glo·rkyg)分-1·布h-关1, 其系中. 根C据2+高催醇化(剂C2性-C能6醇与)表占征64分.4析% ,( wN,a 质的量加分入数有)利. 醇于产提物高和生烃物产质物气化均合符成合气AS合F成 (A高nd醇er的so选n-择性和活性元素Cu、Co的分散性. X射线光电子谱(XPS)测试结果显示反应后的催化剂表面上, Cu以Cu+和Cu0的混合形式存在, 而 Co 则是 Co2+/Co3+和 Co0的混合物. 增加 Na 的含量, Cu0/Cu+比率和 Co0的强度均随之减小.

加压串行流化床制取生物质合成气的模拟

利用Aspen Plus软件建立了加压串行流化床生物质气化过程的模型,并将模拟数值与试验结果相比较,验证了模拟研究的可行性。分别研究了气化温度Tg、气化压力pg以及水蒸气与生物质的质量比(S/B)对生物质合成气的成分、氢碳比、气化份额、生物质合成气产率和生物质碳转化率等的影响。结果表明气化温度、气化压力和S/B对生物质气化过程有很重要的影响,适当地提高气化温度和气化压力对制取生物质合成气有利(Tg在800℃左右,pg在0.4 MPa左右),合适的S/B在0.4左右。

生物质合成气合成二甲醚的研究

在加压固定床反应装置上进行了生物质合成气合成二甲醚(DME)的研究。采用机械混合法制备二甲醚合成双功能催化剂。考察了组成为V(H2)∶V(CO)∶V(CO2)∶V(CH4)=52∶24∶23∶1的生物质合成气在不同反应温度、空速、压力下对合成二甲醚反应的影响。同时进行了102h的催化剂的稳定性实验。结果表明,在260～300℃范围内,随反应温度的升高,CO转化率和二甲醚的选择性均先增大后减小;随反应压力的升高,CO转化率和二甲醚选择性都随之升高;原料气中高浓度的CO2可导致铜基催化剂较快的失活。

浆态床反应器中生物质合成气合成二甲醚的研究

进行了浆态床反应器中,甲醇合成催化剂与分子筛混合制复合催化剂上,生物质制取的合成气(简称生物质合成气)一步法合成二甲醚的研究,重点考察了不同脱水组分和工艺条件对催化剂反应性能的影响,同时,结合NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,含有较弱酸性SAPO-11分子筛的复合催化剂更适合生物质合成气原料气杂质多、氢碳比低的特点,在合成二甲醚反应中具有更高的选择性和稳定性。250℃、5 MPa、500 h-1时,在甲醇催化剂与SAPO-11分子筛比例为3∶1的复合催化剂上,合成气合成二甲醚反应35 h内,CO转化率稳定在40%以上,二甲醚在有机产品中的选择性保持在97%左右。

Cu-Ru-Co／γ-Al2O3催化剂费托合成生物质合成气性能研究

采用浸渍法制备Cu-Ru-Co/γ-Al_2O_3催化剂,对模拟生物质空气气化生物质合成气费托合成的性能进行研究,考察催化剂活性组分含量对催化剂性能的影响,并对催化剂进行BET、XRD、H_2-TPR以及SEM表征。结果表明Cu-Ru-Co/γ-Al_2O_3催化剂具有较高的活性和C_(5+)选择性,这主要是由于催化剂具有高表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分。

生物质合成气调变方式对其合成甲醇的影响

对生物质气、工业合成气、重整后生物质气及配氢后生物质气4种合成气进行了合成甲醇的研究.发现甲醇产率顺序为工业合成气>重整生物质气>配氢生物质气>生物质气,生物质气合成甲醇产率较低主要是因为其为富CO2体系.实验同时发现(H2-CO2)/(CO+CO2)比值在1.5～2之间时,(H2-CO2)/(CO+CO2)比值对液相产物中甲醇选择性没有明显影响.液相产物中甲醇选择性随CO2含量上升而下降.

HZSM-5硅铝比对生物质合成气合成二甲醚的影响

以不同硅铝比的HZSM-5分子筛为甲醇脱水活性组分,采用共沉淀沉积法制备合成二甲醚的双功能催化剂Cu-ZnO-Al2O3/HZSM-5,在加压固定床反应装置上进行了生物质合成气合成二甲醚的研究。考察了不同硅铝比的HZSM-5对生物质合成气合成二甲醚的影响。结果表明,随着硅铝比的增加,催化剂的酸性降低,使得CO的转化率降低。当硅铝比为38时,双功能催化剂具有较好的活性和选择性。

合成方法对于生物质合成气一步法合成二甲醚催化剂性能的影响

以Cu-ZnO-Fe2O3-ZrO2作为甲醇合成活性组分并以HZSM-5作为甲醇脱水活性组分用3种不同的方法合成了催化剂,对催化剂进行了XRD和BET表征.研究了3种合成方法对于生物质合成气一步法制二甲醚Cu-ZnO-Fe2O3-ZrO2/HZSM-5催化剂催化性能的影响,结果表明,合成方法对于活性组分的分散度有很大的影响,从而进一步影响催化剂对于该反应的催化活性及目标产物的选择性.

新型生物质合成纤维及研究概述

分别从纤维的合成方法、性能特征、应用领域等方面,着重介绍了5种新型生物质合成纤维,包括以植物或农作物为原料的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚丁二酸丁二醇酯纤维,以及以微生物为原料的聚羟基丁酸酯纤维和聚羟基丁酸戊酸共聚酯纤维,指出新型生物质合成纤维具有良好的生物降解性及生物相容性,环保可再生,具有较大的发展潜力。最后分析了新型生物质合成纤维的发展趋势。

生物质合成气一步法合成二甲醚CuZnFeZr/HZSM-5催化剂的研究

以玉米秸秆热解气化所产生的生物质合成气为原料,研究了一系列催化剂的催化性能,其中优选出的CuZnFeZr/HZSM-5催化剂显示了较高的原料气CO转化率以及目标产物二甲醚的选择性.同时系统研究了温度、压力、空速等反应条件对于该反应的影响.通过实验优化得到适合该催化剂的反应条件为:反应温度260～270℃、反应压力约3.0 MPa,合成气空速为1500 h-1.

Ni-CeO_2/Al_2O_3催化剂的制备、表征及其生物质合成气甲烷化性能研究

采用共浸渍法制备了添加不同助剂(CeO_2、ZrO_2、Co_3O_4、Y_2O_3、V_2O_5)的一系列Ni基催化剂,采用XRD、SEM、BET、H_2-TPR等对催化剂的结构进行表征,对Ni含量、助剂含量、浸渍顺序、焙烧温度、还原温度、空速等条件进行优化,并考察了催化剂的生物质合成气甲烷化性能。结果表明:助剂CeO_2、ZrO2、Y_2O_3、V_2O_5的加入均能提高催化剂对CO甲烷化的催化活性,其中6Ni-3CeO_2/Al_2O_3的催化活性、稳定性和抗积碳能力最好;采用6Ni-3CeO_2/Al_2O_3催化剂,在V(H_2)∶V(CO)∶V(N_2)=0.45∶0.15∶0.40、空速为20 000h-1、常压、350℃下,CO即可完全转化,甲烷选择性达到90%,较6Ni/Al_2O_3催化剂提高了16%,CO完全转化温度较6Ni/Al_2O_3催化剂低50℃。6Ni-3CeO_2/Al_2O_3催化剂的Ni含量明显低于文献报道,应用于生物质合成气催化加氢转化为甲烷,CO转化率达到80.5%,有效地解决了生物质合成气中CO含量高于民用燃气标准的问题。

Co/SiO2催化剂上模拟生物质合成气F-T合成的实验研究

比较了工业合成气(A)(H_2:CO:N_2=64:32:4,vol%)和生物质合成气(B)(H_2:CO:CO_2:N_2=45:45:7:3,vol%)在Co/SiO_2催化剂上F-T合成的反应性能。在T=513K,P=2.0MPa,GHSV=1000h^(-1)的条件下,气体(A)和气体(B)的(H_2+CO)转化率X_((H_2+Co))和CH_4选择性S_(CH_4)分别为95.54%、41.24%和17.19%、12.25%。在反应产物的分布上,两种气体的C_(5+)烃选择性S_(C_(5+))分别为67.46%、80.62%,气体(B)的产物向高碳数烃类迁移。气体(B)100h稳定性实验表明:24h后反应活性和液态烃类选择性基本稳定,X_(CO)和C_(5+)收率平均值分别为29.13%、131.30g·m^(-3)(syngas)。与工业合成气相比,生物质合成气液态烃类选择性高。

生物质合成基钻井液性能评价

针对油基钻井液在环境敏感地区使用受限的问题,以生物质合成基液LAE-12为油相,形成了一种密度1.2~2.5 g/cm3、抗温150℃的生物质合成基钻井液.研究了各添加剂加量对钻井液性能的影响,评价了钻井液抗温性、抗污染能力、抑制性、环保性等.结果表明,生物质合成基钻井液最优配方为:80%~100%基液LAE-12+20%~0 CaCl2水溶液+3%~5%有机土CNL+3%~5%乳化剂SMEMUL+2%~4%润湿剂RF-1+3%~5%降滤失剂FA-T+3%CaO+重晶石.该钻井液具有良好的流变性、滤失量控制能力、乳液稳定性、润滑性和抑制性,高温高压滤失量小于5 mL,抗水污染15%、抗钻屑污染20%、抗CaSO4污染15%、抗NaC1污染20%.钻屑吸附钻井液量小,钻井液的吸附损失率为油基钻井液的60%;钻井液废弃物可按一般工业固废处理,综合使用成本低.该生物质合成基钻井液无毒、易降解,满足环保要求.

生物质合成气甲烷化与变换反应串联偶合新工艺

以模拟生物质合成气为原料,在固定床反应器中,对合成气甲烷化反应工艺条件进行优化,并在此反应中串联偶合水煤气变换反应,以此提高生物质合成气中碳氢的比例,从而弥补生物质合成气碳氢比较低的不足,使生物质合成气甲烷化反应更彻底,进而提高甲烷的收率。实验结果表明,在水煤气变换空速为15 000 h^(-1)、进水量0.02 m L·min^(-1)和还原温度为450℃条件下,甲烷化催化剂的性能最优,CO转化率100%,甲烷选择性对于整个偶合反应为50%,但就单一甲烷化反应高达99%。

生物质合成气制低碳醇中介孔催化剂研究

本文采用真空浸渍法, 结合多元溶剂自组装制备高活性、 高寿命的介孔复合催化剂CuCo/ZrO2-SiO2.同时, 考察其在生物质基合成气制备低碳醇中的催化性能, 研究不同Cu/Co比对合成气制备低碳醇的反应活性及产物的影响, 在加压固定床反应器上完成对催化剂寿命的考察.结果表明, 此催化剂具备良好的CO加氢活性、 低碳醇选择性, 而且寿命高, 能够满足工业化应用.

基于生物质合成纤维PTT的T400织物染整加工

为使染整加工后的生物质T400织物染色效果均匀,无绉印、擦伤等病疵,选用了高温高液流染色机进行染色加工,通过制订合适的前处理、染色、定型等工序,可使得成品织物满足客户需要。生产结果表明,加工后的织物色差小,色彩重现性好,防水效果显著,满足了服用要求。