不同催化剂对废旧线路板热解油轻质化的影响

在500和600℃下,进行废旧印刷线路板(WPCB)环氧树脂粉末与3种催化剂(HZSM-5、USY和活性氧化铝)的共催化热解实验。通过对热解三相产物产率计算、热解油的馏程、成分以及碳数分布分析,研究催化剂对WPBC粉末热解过程和热解油轻质化效果的影响。结果表明:600℃下,活性氧化铝的轻质化效果最好,热解油中0~200℃馏分(轻组分或汽油组分)含量最高,达到56%,苯酚含量超过50%,选择性好,且有一定的脱溴效果,热解残渣产率最低,碳分布集中在C5-C10(汽油的碳分布)。HZSM-5的产油率最高,600℃下有一定轻质化效果,但热解油成分复杂,选择性差。USY对提高产油率和热解油轻质化效果几乎没有影响。     

澳大利亚小桉树快速热解研究

阐述了西澳小桉树快速热解制油的工作原理,以及温度(350～580℃)、原料粒度(0.18～5.6mm)、原料预处理(碱金属和碱土金属的脱除)对桉树木质部分快速热解产物的产率和生物油性质的影响。在热解反应前,生物质原料经过粉碎和研磨,最终被筛分到几个特定的粒度范围内,部分生物质原料经过水洗和酸洗以脱除其中碱金属和碱土金属(AAEM)。结果表明,热解温度和原料颗粒大小对热解产物的产率影响较大,原料颗粒大小对生物油的水含量起决定作用。实验还发现,在生物油产率最高的温度范围内(450～475℃)制得的油中,由木质素衍生来的聚合物的含量最高,同时生物油具有最高的黏度;经过彻底脱除AAEM的生物质原料热解制得的油也具有较高的黏度。因此,考虑到生物油的最终用途以及其对油的品质要求,生物质热解不仅要考虑产率,更要关注生物质油的性质和化学组成。     

生物油常减压蒸馏流程模拟及实验研究

生物质经快速热解制备的生物油是一种清洁的可再生能源产品.为此,利用气相色谱质谱联用仪分析了生物油的组分性质,采用填料式精馏塔对生物油进行实沸点(true boiling point,TBP)蒸馏实验,实验分别在常压环境(0.1,MPa)及减压环境(0.01,MPa)下进行,得到了生物油的3个宽馏分.结果表明:在常压环境下,汽油馏分的收率为19.2%,柴油馏分的收率为26.4%;在减压环境下,汽油馏分收率为30.5%,柴油馏分收率为23.3%.在实验的基础上,本文利用Aspen Plus软件建立了生物油实沸点蒸馏的模拟流程,并计算得到了生物油的恩氏蒸馏曲线.     

新疆黑山煤液化重质油组成结构研究

用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)分析馏程为360～380 ℃的新疆黑山煤液化重质油,检测出的主要成分为稠环芳烃及其衍生物,此外还有少量正构烷烃和以酮的形式存在的含杂原子化合物.用硅胶柱层析法分离煤液化重质油,所得洗脱馏分中质量分数较大的为石油醚洗脱馏分和石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)混合溶剂洗脱馏分,表明煤液化重质油的主要成分呈弱极性.各洗脱馏分用GC/MS分析,其可测成分与直接检测相比,多检测出偶碳烯烃、邻苯二甲酸酯类和含氮化合物等,表明合适的预分离对提高GC/MS分析的灵敏度非常重要.     

温度对原油四组分高压热解性能的影响

在30 MPa压力下对塔里木原油四组分进行封闭体系的热解实验,通过气相色谱(GC)和气相色谱/质谱(GC/MS)分别对原油四组分热解反应的气体产物及饱和分热解过程的液态产物进行分析.结果表明:原油四组分热解气体产物中C1组分产率明显高于C2~C5组分,气体产物中C1~C2组分的产率及气体总产率随热解温度升高而增加;在温度高于450℃时,四组分总产气率的大小顺序为:沥青质饱和分芳香分胶质.随热解温度升高,饱和分中的主要组分C12~C18的反应程度加剧.在410℃时,饱和分热解以裂解反应为主,在大于490℃时,裂解和缩合反应程度都在增加,导致气相产物的产率提高及液相产物中主要组分向大分子烃类转移;且温度升高,液态产物分布的离散程度增加.     

核桃壳真空热解制备生物油

以核桃壳为原料,采用程序升温的方法对其在热解炉反应器中的真空热解规律进行研究,利用红外分析及GC-MS分析对裂解生物油进行分析和表征.研究结果表明:核桃壳真空热解制备生物油的最佳工艺参数为终温600℃、升温速率60℃/min、真空度10 kPa、保温时间30 min、冷凝温度-40℃,生物油最大产率(质量分数)为55.90％;核桃壳热裂解产物油的成分主要为乙酸、甲酸、乙醇醛、丙酮醇等小分子化合物,愈疮木酚、苯酚、紫丁香酚及其衍生物等芳香化合物,以及呋喃类、酮类化合物等;另外,随着热解终温的升高,小分子化合物的含量有明显的增加,愈创木酚、紫丁香酚及其衍生物的含量逐渐减低,苯酚及其衍生物的含量逐渐增大.     

低次烟叶热解特性及动力学机理函数

采用固定床管式反应器,考察了热解温度对低次烟叶热解产物产率、组成的影响。利用热重分析仪,在不同的升温速率下对低次烟叶的热失重行为进行了研究,运用Coats-Redfern积分法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)积分法,结合双外推法确定其动力学机理函数。实验结果表明:随温度升高,热解油产率先增大,在400℃达到最大,为26.93%,然后开始下降;热解气产率不断增大;焦炭产率不断下降。热解油主要由酮类、酚类、呋喃类和含氮杂环化合物组成,热解气主要由CO、CO_2组成。低次烟叶的热解过程可以分为脱水干燥、快速热解和炭化3个阶段。主要热解区间第1段(T_0～T_(max))的最概然机理函数为D3(Jander方程),第2段(T_(max)～T_f)最可能的机理函数为D4(G-B方程)。     

含Cd油菜秆热解实验研究

以含Cd油菜秆(Cd-RS)为研究对象,通过热解实验研究重金属Cd对油菜秆(RS)热解产物的影响规律以及Cd在油菜秆热解过程中的迁移转化机制。研究结果表明:Cd-RS生物油产率随热解温度升高呈先升高后降低趋势,并在500℃达到最大值,为50.95%;适量Cd可有效提高生物油和生物炭产率,同时大幅降低生物气产率。Cd导致气体产物中的H2体积分数升高,CO2,CO和CH4体积分数降低,同时气体热值大幅降低。相比于RS,Cd-RS热解炭中的固定组分的质量分数降低,挥发分和灰分质量分数升高,C和H质量分数降低,O质量分数升高,热值大幅下降。随着热解温度从400升至600℃,Cd的保留率从84.97%快速降至4.29%,适当降低热解温度可有效防止油菜秆中Cd的挥发,油菜秆中的Cd经热解后以单质Cd,CdO和CdS形式存在于热解残炭中,其对环境的危害性大大降低。     

小麦秸秆热解生物油主要成分分析与残炭表征

以小麦秸杆为原料,利用自制的固定床式热解反应器,在400℃、450℃、500℃和550℃四种热解温度下进行了热解液化试验.采用气质联用仪定性方法测定了四种热裂解温度下制取生物油主要化学组分,利用电子扫描电镜对小麦秸秆和残炭进行了形态表征.结果表明:不同裂解温度制得的生物油成分大致相同,主要由醛类、酮类、苯酚类、醇类和有机酸类化合物组成.热裂解温度对生物油的主要化合物相对含量有一定的影响,但不显著.随着热解温度升高,乙酸相对含量减少,而糠醛和大多数酚类化合物相对含量增加;残炭表面产生的裂缝越大,结构更加松散,且有热解碳粒子沉淀其中.     

紫菜多糖的提取及抗流感病毒活性研究

采用4种方法提取坛紫菜多糖,其中综合法提取率高达16.58%.气相色谱及化学分析表明其单糖主要由半乳糖、3,6-内醚-L-半乳糖、甘露糖和少量木糖组成.可溶性多糖经DEAE-23柱层析进一步纯化,得到蒸馏水洗脱组分———中性多糖和1.0-2.0mol LNaCl梯度洗脱组分———酸性多糖,各占4.12%和95.88%.酸性多糖经硫酸降解和超滤膜分离得到多糖组分F1(350030000),二者比例为4∶1.鸡胚实验表明,紫菜多糖具有抗甲1型流感病毒活性,且F1>F2>中性多糖.     

麦秸秆液化生物油的分离与分析

为提高麦秆资源化利用的经济价值,以麦秆在280℃超临界乙醇解液化产物(生物油)为原料,首先利用苯萃取,所得苯可溶物依次进行乙醚萃取、酸碱中和-乙醚萃取将生物油进行分离,萃余物利用硅胶柱层析进行富集分离,以获取高附加值化学品.结果表明,利用乙醚萃取、酸碱中和-乙醚萃取能够有效地分离提取生物油中的羟基酮和酚;而萃余物的成分较为复杂,经进一步的柱层析分离,能够有效富集分离C_8～C_(30)的饱和脂肪烃、萘及烃基萘、烷基环戊烯酮等族组分,此外,经柱层析富集,检测到多种含氮化合物,为进一步明确生物油组成及其提质应用提供参考信息.     

秸秆的真空裂解液化

采用自主研发的真空裂解装置对秸秆进行真空裂解,获得气固液三相有价值的裂解产品,并着重对秸秆的最佳裂解温度和液相产品进行分析.结果表明:当温度从400～550℃,生物油的产率从开始的24.9%,到500℃左右,油相达到最大收率约35%.压力主要影响裂解气的停留时间,过低的压力导致停留时间短,裂解气冷凝不彻底,压力过大,裂解气深度裂解导致油相收率降低.环己烷作为带水剂降低了减压蒸馏的温度,可以将温度控制在80℃以下,避免了生物油的高温聚合,除水率达28.7%,同时增加了热解油的热值.红外和GC-MS分析显示,秸秆裂解油中低碳分子的有机组分较多,主要有甲醇、乙醇、有机酸和烷烃等物质.     

MCM-41/Hβ分子筛对小球藻制备生物油的催化热解

以小球藻为原料,选用MCM-41和Hβ两种分子筛催化剂,在固定床反应器上进行催化热解实验,研究了分子筛催化剂对小球藻热解产物分布、生物油物性和组成的影响。与直接热解相比,MCM-41分子筛催化剂使生物油产率下降7.06%,氧含量和含水率分别降至9.257%和7.804%,热值提高近8%,达到31.224 MJ·kg-1。小球藻经MCM-41和Hβ催化热解后,脂肪烃、醇类和含氮化合物含量都明显增加,同时酚类和羰基化合物含量减少。结果表明,两种分子筛均具有一定的催化脱氧功效,且MCM-41比Hβ更有利于改善小球藻热解油的品质和燃料用途。     

减压渣油中氧化物的分离和鉴定

用吸附色谱分离法，根据减压渣油中的酸、碱性组分分布情况，将其分成烃、中性份、碱性份和酸性份，即氮化物的族组成分离．实验结果表明，用碱性氧化铝和酸改性的酸性氧化铝可以将不同渣油分离成四组分．其中，酸性化合物大部分浓集于酸性份中，碱性氮化物大部分浓集于碱性份中，部分非碱性氧化物浓集在中性份中．     

Component fractionation of wood-tar by column chromatography with the packing material of silica gel

Bio-oil can be an important fuel resource for automobiles in the future,while its complex composition restricts the direct application of the bio-oil extremely.So it is necessary to separate the complex mixture to relatively simplified fractions for goal directed specific treatments to reach the fuel quality for automobiles,and meanwhile different functional chemical materials and fine chemicals can be obtained.So it is significant to investigate the bio-oil component separating methods.Herein the method of column chromatography by the packing material of silica gel with two series of eluants of cyclohexane-benzene-methanol and cyclohexane-dichloromethane-methanol were investigated for component fractionation of the raw wood tar (oil fraction of the liquid product by slow pyrolysis of wood).The analytical results show that the components in cyclohexane are rich in alkoxyl-monophenols;the components of alkyl-monophenols and five ring oxygen-containing compounds are abundant in benzene and in dichloromethane similarly;in the methanol fraction,the components are diverse and diphenols are relatively in higher content,comparatively small polar molecules and five ring oxygen-containing compounds are more abundant in the methanol fraction after being eluted by dichloromethane,and the content of 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-propanone is higher after being eluted by benzene.     

生物质快速热解液化技术的研究进展

生物质快速热解液化技术的研究已经取得了较大进展,但是在工艺技术上仍然存在生物质转化不完全、生物质利用率不高,有些生物质原料热解获得的生物油组成复杂、热值较低、不能直接利用等问题;同时生物质快速热解液化技术理论研究滞后,制约了该技术水平的提高和发展.我国生物质快速热解液化技术的研究起步较晚,建议加大资助力度以缩小与欧美等发达国家的差距.     

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,取得了满意的结果。     

Structure properties of pyrolytic lignin extracted from aged bio-oil

Fast pyrolysis is a promising technology that can convert biomass into liquid.Bio-oil is one such product,known not only as a greenhouse gas-neutral energy source,but also an opportunity to reduce reliance on fossil fuels.Pyrolytic lignin,a fine homogeneous powder,is the water-insoluble fraction of bio-oil and it contributes to the instability of bio-oil.Additionally,pyrolytic lignin can be used in commercial materials such as adhesives in the wood-based panel industry.This paper presents the structural characterization of pyrolytic lignin extracted from aged bio-oil and the relationship between its properties and the treatment temperature of the aged bio-oil.Pyrolytic lignin samples were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy,gel permeation chromatography,differential scanning calorimetry,thermogravimetric analysis and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy.The average molecular weight of pyrolytic lignin increased from 700 to 1000 g/mol with increasing aging temperature (6-50°C).Differential scanning calorimetry showed that the glass transition temperature of pyrolytic lignin increases with lower heating rate and higher treatment temperature of bio-oil.An increase in the initial decomposition temperature and the temperature at 95 wt% weight loss of the aged pyrolytic lignin in thermogravimetry were observed for the bio-oil aged at higher temperature.An increase in residue weight of aged pyrolytic lignin was found in bio-oil aged at higher temperatures.     

几种减压渣油含氮化合物的研究

将大庆、孤岛和单家寺减压渣油用含水4.0％的碱性氧化铝吸附色谱和磷酸改性的硅胶吸附色谱分离为烃组分、中性份、碱性份和酸性份。用非水电位滴定法和元素分析法测出了减渣及其各个组分的酸值、强碱氮含量、弱碱氮含量和非碱氮含量。分析了减渣的酸性化合物、碱性氯化物和非碱性氮化物在各个组分中的分布情况。减渣的酸性化合物几乎都分布于酸性份中,而碱性氯化物60％一70％的分布于碱性份中。用红外光谱法定性分析了各组分中的主要类型的氮化物。     

生物质快速热解制备生物油

大规模生物质快速热解制取生物油将成为解决液体燃料短缺的一个重要途径。总结了热解所需的原料预处理要求,介绍了各种热解反应器目前的应用状况,重点介绍了利用热解副产物(焦炭和燃气)实现自热式热解液化的工艺技术及其关键问题,并结合3种比较成熟的热解反应器介绍了最佳的自热式热解工艺,随后阐述了热解产物中的固体颗粒分离以及生物油冷凝的工艺,阐述了生物油生产、存储和运输过程中的环境、安全和健康问题。