生物质CHNS含量测定影响因素的实验研究

生物质能源,是近年来人们关注的重要可再生能源之一。生物质的C、H、N、S化学成分的测定分析,对于了解生物质的特性、研究生物质能开发利用技术有着重要意义。利用vario MACRO元素分析仪对茶饼、油杆、菜饼、茶花四种生物质进行C、H、N、S元素含量测试分析,通过正交实验设计,测试分析通氧模式、催化剂以及样品质量三种因素对元素分析结果的影响,从而确定通氧量是生物质C、H、N、S含量测定过程中的主要影响因素,S元素是最容易受到影响的化学成分。     

加压流化床中影响生物质气化气组成因素的研究

以加压流化床为反应器,锯末为原料,通过测定生物质空气气化产物的组成及其随反应条件变化的规律,确定了生物质结构与生物质气化气组成的关系。在700~850℃的温度范围内,以50℃为增量,考察了温度对气化产品气的影响。结果表明:CO是生物质气化的主要产物,在700~850℃的范围内,CO含量迅速升高,同时H2、CH4和烃类气体(包括CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H6、C3H8)的含量也有升高,CO2的含量先升高后降低。生物质加压空气气化的实验中,压力从0.5 MPa变化到1.7 MPa,随着压力升高,CO2的体积分数上升,而CO和H2的体积分数下降,CH4和烃类气体的体积分数随压力的升高有上升趋势。生物质空气-水蒸气气化的实验中,水蒸气与生物质质量比mS/mB从1.1变化到2.6,随着mS/mB的升高,CO2,H2的体积分数均有所上升。反应结果表明,升高温度有助于生物质转化为气体;而压力越高越有利于CH4等烃类气体的生成,且随着压力的升高,反应器的处理量增大,反应程度加深;水蒸气的加入,减少了空气的消耗量,并生成了更多的H2及碳氢化合物,改善了产品气的质量。     

固定床生物质气化机组主要技术性能试验研究

采用气相色谱议等仪器,测试并检验了固定床生物质气化机组的炉膛温度分布、燃气组分、低位发热量及杂质含量等主要性能指标,同时分析了物料种类、气化强度、炉膛温度、二次风系数等因素对气化效果的影响,初步探索了生物质气化机组设计的一般规律.研究结果表明:气化强度在200kg/m3.h左右时,生物质燃气的低位发热量和杂质含量可取得最佳值;二次风系数控制在20-25%之间,炉膛内还原区温度在700℃左右,可以保证较好的燃气质量.     

海娜粉的有机元素分析

采用有机元素分析仪对三个厂家生产的海娜粉样品进行有机元素分析,测出了其C、H、N、S元素含量.结果发现,该方法的相对标准偏差均不大于0.18%,绝对误差不大于0.3%,表明该方法具有较好的准确度和重复性,验证了分析数据的可靠性;海娜粉中有机元素的种类及含量与其用途和性价比有关联,这为进一步研究海娜粉中的有机元素含量与其功效的关系提供了实验依据.     

基于GM(0,N)模型的煤自然发火期预测

为科学准确预测煤自然发火期,运用灰色系统理论,基于灰色关联分析,选取煤样工业分析中的灰分、挥发分和元素分析中的C、H、O、S含量作为系统相关因素,建立了预测煤最短自然发火期的GM(0,7)模型,经后验差检验,模型精度为优;通过与多元线性回归模型预测结果对比,GM(0,7)模型预测煤自然发火期的平均相对误差为2%,多元线性回归模型预测的相对误差为10.35%.经外来数据回代检验,GM(0,7)模型预测结果的相对误差在2%左右,多元线性回归模型预测结果相对误差达26.27%,说明GM(0,7)模型预测结果优于多元线性回归模型.研究结果表明:利用灰色关联分析选取适当参数建立GM(0,N)模型能够较好预测煤最短自然发火期.     

基于双亚点阵模型对H13钢中初生碳氮化物的研究

实验证明H13钢中存在三类初生碳氮化物,包括富V和C的(Vx,Mo1x)(Cy,N1-y)、富Ti和N的(Tix,V1x)(Cy,N1-y)及富V和C的(Tix,V1-x)(Cy,N1-y),部分存在形核核心.基于双亚点阵模型和凝固偏析模型分析计算H13钢凝固过程中元素含量变化,考虑初生碳氮化物中元素间的相互作用,根据三类碳氮化物中合金元素含量和C/N比值不同,对各碳氮化物的生成自由能进行分析.理论研究指出富Ti和N的(Tix,V1-x)(Cy,N1-y)在固相率为0.90时即可生成,而富V和C的(Tix,V1-x)(Cx,N1-y)在固相率大于0.96才可生成,两类碳氮化物的临界生成固相率fP均随固溶Ti和N含量的增加而减小.(Vx,Mo1-x)(Cy,N1-y)的临界生成固相率与x值密切相关,x减小时fP降低,粒子尺寸增加,实验与理论分析吻合良好.根据错配度分析氧化物和碳氮化物对H13钢中初生碳氮化物异质形核的作用.     

层结构硫代锡酸盐的制备及去除痕量Cs~+离子

~(137)Cs是长半衰期的放射性核素,高效去除核废料中的~(137)Cs对于核安全储存是必要的.针对金属硫化物对痕量Cs~+离子吸附能力不足等问题,探索了引入H元素对硫代锡酸盐的元素组成和吸附性能的影响因素.通过材料的一系列表征和吸附实验,研究了H元素引入量对材料的晶体结构、元素含量、Cs~+离子去除率以及吸附容量的影响.SEM和TEM表明,材料形貌为多层结构,微观尺寸达到10μm.EDS和XRD表明,引入H元素后明显提高了硫代锡酸盐的S和K元素含量,提高了Cs~+离子吸附性能.其中具有最佳配比硫代锡酸盐的S和K元素含量分别提高至39.6%和14.9%,并发现随着材料内H元素含量增加,K元素含量、晶面间距以及晶体体积减小.Raman和XPS证实材料是由[SnS_6]八面体基本骨架组成,H和K元素作为平衡电荷.通过吸附实验考察了材料的Cs~+离子吸附性能.结果表明:H元素的引入能够显著提高硫代锡酸盐的Cs~+离子吸附性能,其中具有最佳配比的硫代锡酸盐在5 min内快速完成Cs~+离子吸附,去除率为97.7%;材料的Cs~+离子吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,其中饱和吸附容量最高达到372 mg/g.该材料具有环境友好、低成本、易于合成以及高效的Cs~+离子吸附能力等特点,有望应用于核废料处理.     

向量损失函数下均值向量线性估计的可容许性

在向量损失函数下,讨论了模型(H)EY=XβCovY=Xdiag(β1,β2,…,βn)X′中估计均值向量时,齐次线性估计在L1={LY:L为元素均为非负的k×n矩阵}中的容许性,及非齐次线性估计在L2={LY C:L为元素均非负的k×n矩阵,C为k维元素均严格非负的列向量}中的容许性,并获得了相应的充要条件.     

生物质在超临界水流化床系统中部分氧化气化制氢

从理论的角度对超临界水部分氧化过程进行分析,利用已建立的热力学模型计算了反应过程的化学平衡.热力学研究表明:随着氧化剂当量的增加,H2、CH4、CO的平衡产量减少,CO2的平衡产量增加,而且H2的体积分数也随之减少.在实验室新研制的超临界水流化床系统中,研究了生物质模型化合物(葡萄糖)以及原生生物质(玉米芯)的部分氧化气化制氢.实验结果表明:氧化剂的加入大大提高了生物质的气化率,但降低了气体产物中H2的体积分数;在质量分数为10%的葡萄糖部分氧化气化过程中.当氧化剂(H2O2)当量为0.2(质量分数为4.53%)时,H2的绝对产量达到了最大值.     

金属盐类对玉米芯水热炭化过程的影响

以生物质玉米芯为原料,研究水热炭化法制备生物炭技术特点.在180~230℃水热条件下,分别以水、氯化铝和氯化锌溶液为液相进行了生物炭化过程实验,检验了温度和液相因素的影响,使用元素分析、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等技术对生成生物炭的化学及结构变化特性进行了分析和表征.所得生物炭产率为30.3%~50.12%,碳含量为44.26%~63.72%、C/O为0.89%~2.08%、C/H为7.26%~14.19%,热值为17.14~24.37 m J/kg.与水相比,在金属盐类溶液中较低的温度下可生成有较高碳含量和热值的生物炭,在环境扫描电镜中发现该类生物炭呈现较多的球形结构,其中氯化铝对生物炭化过程影响显著.研究为生物质的水热碳化过程合理化提供技术参考.     

园林竹类植物叶的热值和灰分含量研究

对２１种园林竹类植物叶的灰分含量,干重热值和去灰分热值进行研究,结果表明：竹类植物叶的灰分含量较高,在１０．０２％￣２３．０２％之间,竹类植物叶的干重热值在１６５９７．１￣１９．１９９．０Ｊ／ｇ之间,去灰分热值在２０３５２．０￣２２．３６１．Ｊ／ｇ之间,Ｃｅ竹属的大佛肚竹干重热值和去灰分热值均是最低,竹类植物叶的干重热值（Ｙ）与灰分含量（Ｘ）有极显著的线性相关,相关方程为：Ｙ＝－２０９．２４Ｘ＋２     

江淮丘陵地区麻栎人工林地上部分能量现存量研究

对江淮丘陵地区麻栎(Quercus acutissima Carr.)人工林地上部各组分干质量热值、去灰分热值、灰分含量、能量现存量的积累、结构和分配特征进行了研究。结果表明：各组分的干质量热值、去灰分热值和灰分含量存在显著差异,干质量热值由大到小依次为：叶片、树皮、树干、枝条,去灰分热值由大到小为:叶片、树皮、树干、枝条,灰分含量由大到小为:叶片、树皮、枝条、树干;萌芽更新林分能量现存量高于植苗更新林分,林分能量现存量随林龄和密度的增大而不断增加,到一定林龄后,又随林分的密度增加而减小;各组分能量现存量的比例顺序保持不变,由大到小为：树干、枝条、叶片,树干的比例随树龄的增大不断增加,枝叶的比例表现为前期叶片比例大于枝条,后期则相反。     

东南滨海沙地主要造林树种的生物量与能量

应用GR-3500型氧弹式热值仪测定了福建省东山县赤山林场木麻黄林、厚荚相思林和湿地松林的能量现存量,结果表明:木麻黄林现存生物量为156.82 t/hm2,各组分热值(总能量与总生物量的比值)处于19.84～21.70 kJ/g,整个林分平均热值为20.26 kJ/g,能量现存量为3 177.95 GJ/hm2,干的能量最大占总量38.09%,果的能量最小占总量0.77%;厚荚相思林现存生物量为149.51 t/hm2,各组分干重热值为19.98～23.48 kJ/g,整个林分平均热值为20.59 kJ/g,能量现存量3 079.16 GJ/hm2,干的能量最大占总量57.67%,果的能量最小占总量3.06%;湿地松林现存生物量142.22 t/hm2,各组分干重热值处于20.53～21.54 kJ/g,整个林分平均热值为21.00 kJ/g,能量现存量为2 986.28 GJ/hm2,其中干的能量最大占总量35.08%,枯枝的最小.3树种林分具有较高的现存生物量、能量现存量、各组分热值和整体平均热值,体现出较高的太阳能利用率.可见从热值与生物量的角度看,木麻黄、厚荚相思和湿地松是海岸沙地造林的良好树种.     

华安县绿竹林能量的研究

研究了１９９７年１月福建省华安县绿竹（Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｏｐｓｉｓｏｌｄｈａｍｉ）林各组分的热值、能量现存量;１９９６年７月至１９９７年６月绿竹叶与细根分解过程的热值变化．结果表明：１）１９９７年１月绿竹林各组分的灰分含量有较大差异,在３．８２％～１７．６６％之间,杆的灰分含量最低,叶的灰分含量最高;干重热值在１６６２５．５～１８６４８．２Ｊ／ｇ之间,细根的干重热值最低,杆的干重热值最高．２）１９９６年７月至１９９７年６月绿竹叶的干重热值有一定的季节变化,干重热值在冬季最低．３）１９９６年７月至１９９７年６月绿竹细根分解过程中干重热值呈现上升、而后逐渐下降的趋势．     

火烧后草原植物营养和热值的变化

研究了不同时间不同频次的草原火烧后,植物体内营养含量和热值的变化。表明,割草地火烧后当年羊草体内营养含量普遍高于割草未烧地,但随着生长季的推进,火烧地羊草体内Ｎ、Ｃａ、Ｃ的含量逐渐低于未烧地,大针芭也表出出与间 草相似的变化规律,只是在生长季后期,未烧地大针茅体内粗纤维含量高于火烧地,火烧后翌年,烧地羊草体内除粗纤维外,未烧地大针茅体内粗纤维含量高于火烧地。火烧后翌年,火烧地羊草体内除粗纤维外,其     

辣木植物器官不同发育阶段的热值研究

对厦门40年生辣木植物各器官发育过程中的热值和灰分质量分数变化进行研究,结果表明：1）辣木各器官的灰分质量分数在3．50％～17．52％之间,干重热值在15．00～26．32kJ／g之间,去灰分热值在17．65～27．28kJ／g之间．各器官平均灰分质量分数的高低顺序是叶〉根〉果〉枝〉花〉种子,平均干重热值是种子〉花〉叶〉果〉枝〉根,平均去灰分热值是种子〉叶〉花〉果〉枝〉根;2）随着器官发育,灰分质量分数下降,但叶片例外,老叶为最高．干重热值是粗根〉细根,幼枝〉多年生枝〉二年生枝,幼叶〉成熟叶〉老叶,花蕾〉花朵,果实则随其发育而增加．去灰分热值变化有所不同,随叶片发育而升高,两种热值都是细根最低,种子最高;3）果实发育中的干重热值与灰分质量分数具有极显著的负相关（P〈0．01）,根、叶器官中有显著的负相关（P〈0．05）,而枝和花中的相关性不显著（P〉0．05）．     

黑石顶自然保护区森林生物量测定的比较分析

通过比较分析分别以D和D2 H作为变量的两个黑石顶阔叶树生物量回归方程应用于黑石顶不同植被类型样地所得结果 ,认为在使用通用的生物量回归方程计算不同群落的生物量时 ,特别是当不同群落树种组的H D关系变化较大时 ,以D2 H为变量的回归方程由于包含了树高因子 ,因此能更精确的估算生物量。比较了 4个邻近地区 (玉林、岑溪、宜山和桃源 )的杉木生物量回归方程应用于本地杉木林的情况 ,结果表明不同的回归方程计算所得的总生物量接近 ,说明可以把邻近地区杉木的生物量回归方程用于黑石顶地区杉木林生物量计算     

旱伞草修复镀锌厂含铬废水的研究

前期的筛选实验发现,旱伞草对铬具有良好的修复效果,以此为基础,采用溶液培养法,研究了旱伞草在不同总铬质量浓度、不同p H条件下的生长情况及对镀锌厂含铬废水的修复效果.研究结果表明:在10~30 mg/L的实验质量浓度范围内,旱伞草对镀锌厂含铬废水具有较强的耐受性和修复效果,能使废水中的铬和锌的质量浓度显著降低,达到国家农田灌溉水质标准.     

老顶山人工油松林生物量的研究

对海拔１２００—１３００ｍ处的２８年生油松人工林生物量进行了研究。乔木层的生物量采用回归模型预测，其为：油松Ｗ树干＝２．３１６（Ｄ２Ｈ）０．６５８，Ｗ（枝条）＝１．３１３（Ｄ２Ｈ）０．９８９，Ｗ叶子＝１．４１２（Ｄ２Ｈ）０．８３１和Ｗ（根条）＝１．５８９（Ｄ２Ｈ）０．７５３，灌木和草本植物用表测数据计算。结果表明：６月份人工油松林的总生物量为４３．４７０ｇ／ｈａ，其中乔木层３５．６７９吨／公顷，林下灌木及草本层７．７９１ｔ／ｈａ。     

云顶山虎榛子灌丛群落学特性及生物量

本文对云顶山海拔1700米处的虎榛子灌丛的生物量用多种回归模型进行了预测,选出最优回归模型为:虎榛子(枝)=2.1206(D~2H)~(0.5976),(叶)=0.2638(D~2H)~(0.6144),(根)=1.7739(D~2H)~(0.5469);土庄绣线菊模型形式与虎榛子相同,其余灌木和草本植物用收获法测定。最后得出,在6月虎榛子灌丛的总生物量为6.245吨/公顷,其中灌木层生物量为6.105吨/公顷,草本层生物量为0.14吨/公顷。此外,用相关指数来检验曲线回归方程的拟合程度,而不采用在类似的研究中用相关系数来检验曲线回归这一不合适的方法。