生物质高能洁净燃料

地球生态系统是由环境和生物共同组成的一个完整的封闭循环系统.在这个系统中碳和能量是两个最重要的循环载体,碳是构成一切有机体必不可少的主要元素之一,约占生命物质总量的25%,能量则是维持自然界一切活动的动力源泉.由于碳和能量的不断循环并保持平衡,才使得地球生态系统不断延续并充满活力.     

生物质快速热解产物在线催化提质研究

采用Py-GC/MS(裂解-气相/质谱联用)装置实现了四种生物质原料(杉木、杨木、棉花杆和稻壳)的快速热解以及热解气组分的在线检测, 研究了这四种原料热解产物的差别, 并考察了两种微孔分子筛(HZSM-5和HY)和三种介孔催化剂(ZrO₂&;TiO₂, SBA-15和Al/SBA-15)对棉花杆热解气在线催化裂解的效果. 结果表明, 不同生物质原料热解产物的种类和含量都有一定的差别; 棉花杆热解气经催化裂解后, 产物组成发生了较大的变化, 如左旋葡聚糖、羟基乙醛和羟基丙酮等的产率都有较大的下降, 而烃类产物的产率都有一定的增加; 两种微孔分子筛催化剂都具有较好的催化脱氧功效, 热解气经其催化裂解后形成了大量的芳香烃类产物; 而三种介孔催化剂则能够大幅地促进呋喃、糠醛等小分子呋喃类产物的形成, 同时也增加了乙酸的产率.     

生物油雾化燃烧特性试验

研究了自热式生物质热解液化工业小试装置获得的生物油的雾化燃烧特性,试验在自制的高压内混式雾化燃烧装置上进行.结果表明:生物油不做任何品质提升即可实现稳定的燃烧,且火焰温度达1 400℃以上,可以满足工业窑炉和燃油锅炉等热力设备的使用要求.     

C12A7-K2O催化水蒸气重整生物油制氢

制备了C12A7-K2O和C12A7-O^-催化剂.比较了C12A7-K2O和C12A7-O^-两种催化剂对生物油进行催化水蒸气重整制氢的性能,结果表明C12A7-K2O的效果要明显优于C12A7-O^-.在750℃时用C12A7-K2O催化剂得到63.7%的较高氢气产率.钾的加入大大提高了催化剂生物油水蒸气重整制氢的性能.     

生物质热解液化装置研制与试验研究

介绍了一种电热式快速流化床生物质热解液化装置的研制，该装置的技术关键是采用两级螺旋进料和大流量喷雾直接冷凝收集生物油。试验结果表明，该装置完全可以用于各种固体生物质的热解液化，而且无论何种生物质都存在最佳热解温度。木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆4种原料在最佳热解条件下的生物油质量产率分别为63%，53%，57%和56%，热值均为17～18MJ/kg。通过试验研究还发现，生物油是一种复杂的含氧有机化合物和水组成的混合物，包含了几乎所有化学类别的有机物；减少原料携带的外在水可有效降低生物油中的水分；储藏时间达半年的生物油仍然可以直接燃烧。     

生物质制取氢气和生物油液体燃料

催化水蒸气重整由生物质快速裂解得到的生物油制取氢气,催化剂C12A7-O^-／15％Mg显示了很高的活性,并在我们所研究的几种催化剂中具有最高的氢产率．在最佳重整条件（T=750℃,S／C=6．0,GHSV=26000h^-1）下,得到70％的氢产率和约93％的最大碳转化率．结果显示,氢产率和碳转化率对温度和S／C（水蒸气和碳的摩尔比）具有选择性．目前结果表明,由水蒸气重整生物油制取的生物油舍成气,用费托合成法直接合成洁净液体生物油燃料将是一个很有前景的选择．研究了由生物油合成气制备的费托合成液体燃料的特征,在典型的反应条件（T=300℃,P=1．5MPa,W／F=12．5gcat·h／mol）下,总碳转化率（包括CO和CO2）约36％,C5＋的选择性约44％．     

生物油的蒸馏特性及其应用

生物油常压馏分约占样品总量的５０％,其余为结焦残余物,说明生物油不易蒸发燃烧,但可以雾化 燃烧;生物油成分复杂,其中由木质素衍生的酚类含量较为丰富,可采用减压蒸馏或蒸汽蒸馏进行分离提取; 蒸馏方法还可用于生物油的品质改良,如增强油品的稳定性、提高热值和降低pH值等。     

低速重载齿轮的磨损研究

本文在试验的基础上对圆周速度V=1～4m/s的齿轮传动进行了磨损研究。试验表明:V=1～4m/s低速重载齿轮处于边界润滑状态,其磨损速率与圆周速度有关,且存在一最恶速度值,当齿轮处于最恶速度运行时磨损速率最大。为提高齿轮的使用寿命,应避免齿轮在最恶速度附近运行。最恶速度值与齿轮的运行条件有关,如载荷、润滑油、齿面状况、材料及热处理等。在试验条件下,最恶速度值在V=1.13～1.41m/s,文本对最恶速度现象进行了分析,认为最恶速度值与边界油膜中的局部涡流有关。     

水力式静态混合器的设计与数值模拟

设计出一种水力式静态混合器,内部无任何阻隔构件,通过变化流道截面尺寸来提高混合强度,剪切作用特别小．数值模拟得知：同样结构尺寸的混合器,配以同心套管管接头时的混合效果要远好于配以普通管接头,且不论混合比为多少,在ｄ一定的情况下,ｄ１越大,混合效果就越好．     

低速重载齿轮冷胶合机理及试验研究

冷胶合是低速重载齿轮常见的一种失效形式。本文对冷胶合的产生机理进行了初步研究,并在经过改装的FZG齿轮试验机上作了齿轮试验,得出了几种常用材料制成的配对齿轮使用不同润滑油的冷胶合极限。试验中对冷胶合形貌进行了仔细的观察和分析,试验表明冷胶合不仅可在齿面局部区域发生,而且也可沿整个接触齿宽发生。