新鲜生物质热解气化半焦特性的FTIR研究

为了更全面地研究新鲜生物质的热解气化过程,对二种新鲜生物质不同热解气化条件下的半焦特性进行了研究。采用傅立叶变换红外光谱(FT IR)法分别考察了温度和水分对生物质热解气化半焦特性的影响。结果表明,生物质在200℃热解后各种基团量增大,此后随着热解温度的升高各基团呈逐渐减小的趋势;水分的存在有利于-OH、C=O基团脱落或转化。     

加工工艺对玉米方便速食粥食用品质的影响

玉米方便速食粥是采用物理改性技术加工制成的方便主食品.为研究各加工工艺对速食粥食用品质的影响,以玉米粉为主要原料,采用挤压质构重组技术研究开发方便速食粥产品,并分析加工工艺对于玉米方便速食粥食用品质的影响.结果显示:各加工工艺参数对方便速食粥食用品质影响均显著,其中螺杆转速、喂料量对食用品质的影响呈先升高后降低的规律.食用品质随挤压温度的升高而降低,随水分质量分数的提高呈上升趋势.在螺杆转速220 r/min,切刀转速2 100r/min,挤压温度110℃,喂料量18 kg/h,水分质量分数33%时,产品食用品质质量较高.测试物料熟化时间后也发现,基本规律与食用品质规律相似.     

WGY300型粉状物料动态电子计量装置的测试及精度分析

以水泥为例,针对粉状物料动态计量过程中单次计量精度误差不易达到国家标准的问题,设计了一种WGY300型粉状物料动态电子计量装置。该装置是在已有的动态计量装置上增设了控制粉状物料残余量的设备,用以清除粘附在装料容器上的残余粉料,从而达到精确计量的目的。     

生物质平模成型燃料设备及规模化运行系统研究

研究设计了一种具有适应物料范围广、成型燃料直径易变化、生产效率高、能耗低等特点的生物质燃料平模成型设备.为了实现生物质成型系统规模化运行,降低能耗,提高产率,对生物质成型设备进行了合理配置和整合,实现了一体化运行.根据进料量、粉碎量、供热量、出料量、物料含水率等条件变化,对生物质成型设备进行自动化设计,实现了生物质成型燃料系统自动连续稳定生产,提高了设备的集成化水平,减少了人工操作.另外,生物质原料干燥过程采用生物质热风炉提供热源,不消耗传统能源.生物质平模成型燃料设备及其规模化运行研究为生物质资源的能源化利用提供较为合理的途径.     

湿生物质催化气化固体产物的微观结构分析

为深入地认识一种伴随有CO2吸收的湿生物质催化气化技术,对该过程中有代表性的固相:如,半焦、吸收剂、催化气化固体残留物进行微观结构分析.结果表明:湿生物质半焦具有更加丰富的微孔结构,其比表面积和孔容积相对于干物质半焦分别增加了17%和19%;Ca(OH)2以及水合Ca(OH)2的高温分解能提高比表面积和孔容积,且产物CaO的孔径分布随水合Ca(OH)2中水分含量的增加而上升.温度对湿生物质催化气化固体残留物的微观结构有较大的影响,随着温度的升高,其比表面积曲线呈S型,孔容积曲线则先略微降低后迅速升高.     

两段串联涡流空气分级机操作参数对其分级性能的影响

依据涡流空气分级机的分级理论，通过物料实验研究了两段串联涡流空气分级机系统喂料速度、两段转笼转速组合、两段进口风速组合等操作参数对其分级性能的影响。结果表明：分级精度和切割粒径随喂料速度的增大而降低；无论两段转笼转速差值保持恒定或增大，切割粒径和分级精度都随二段转笼转速的增大而减小；二段进口风速大于一段进口风速，存在“鱼钩”效应。     

生物质的流化床热解实验研究

用小型流化床实验台对4种农林生物质废弃物进行热解实验研究．研究发现：对所研究的生物质试样,热解温度低于500℃时,液态产物产率随着温度增加而增加．在500～600℃之间液态产物产率达到最大．当热解温度超过600℃时,液态产物产率随着温度增加而减少,气体产物产率增加,半焦产率下降．对于所研究的生物质,松木屑和甘蔗渣的半焦产率远远低于花生壳和谷壳的半焦产率．这可能是由于松木屑和甘蔗渣灰含量低于后两种生物质;另一方面也可能是由于松木屑和甘蔗渣中的无机物质（Na和K）的含量较多的缘故．     

基于气固两相DEM模型的相对旋转式喂料头的研究

以一种目前普遍使用的高效相对旋转式喂料头为研究对象,研究了喂料头的工作机理和颗粒在喂料头中的动力学分析,并分析其气固两相DEM模型及其耦合仿真方法.通过该喂料头的表面数据,得到了实物原型的三维模型以及喂料曲面的展开方程,并考察不同的喂料曲面展开线,利用EDEM+Fluent软件耦合仿真分析,推荐了在不同摩擦因数下使用的喂料曲面的曲线方程,并对输送量和喂料量进行研究,推导出喂料头的输送量公式,得到喂料头的转速公式.      

用8031单片机实现预拌混凝土配料的自动控制系统

本文介绍了预拌混凝土配料自动控制系统的硬件结构、工作原理及主要软件流程.硬件以8031单片机作为控制核心,采用闭环控制,实现对物料流量的自动控制.软件采用以偏差为控制目标的PI算法.将物料的瞬时流量值与定时抽样化验后的给定物料值进行比较,输出调节量,去控制可控硅的导通角,达到改变激磁电压从而改变电磁调速电动机的转速,使物料流量稳定在给定值,达到物料配料自动控制的目的,该系统硬件配置少,投资小,特别适用在中小型搅拌站使用,有推广价值.     

COREX竖炉螺旋结构对物料运动影响的DEM模拟

基于离散单元方法建立了三维COREX-3000竖炉模型,通过模拟研究比较了宝钢螺旋与设计的均匀下料螺旋的下料均匀性指数、物料流型和物料下降速度在炉内的分布.结果表明,宝钢螺旋的下料均匀性指数在第1节到第5节螺旋上都较小,最大值在第4节螺旋上为0.36,而设计螺旋的下料均匀性指数在整个下料段都接近1,在理论上达到了均匀下料的目的;从宏观上看,设计螺旋在整个竖炉高度上的物料流型比宝钢螺旋更均匀;在围管下方设计螺旋沿竖炉径向的下料速度比宝钢螺旋均匀,在围管上方螺旋结构对物料下降速度的影响很小,下料模式接近活塞流.     

Pretreatment of biomass by torrefaction

Agricultural biomass has some drawbacks such as high moisture content, low energy density and wide distribution and as a result, the cost of transport and storage are high. Moreover, raw biomass has poor grindability so its use in a pulverized boiler or entrained flow gasifier is difficult. Torrefaction is a mild pyrolysis process carried out at temperatures ranging from 200°C to 300°C to deal with these problems. The cotton stalk and wheat straw were torrefied in a fix-bed reactor at moderate temperatures (200°C, 230°C, 250°C, 270°C and 300°C) under N₂ for 30 min. The biomass chars after torrefaction had higher energy density and improved grindability characteristics compared with raw biomass and they also showed hydrophobic characteristics. The volatiles consist of a condensable fraction and a non-condensable fraction. The former mainly contained water and tar (organic products but mainly acetic acid). The non-condensable products are typically comprised of CO₂, CO and a small amount of CH₄ and even trace H₂. The volatiles increased with an increase in the torrefaction temperature but the solid yield and the energy yield decreased. However, the grindability and energy density of the biomass char showed great improvement. A kinetic study on the generation of the main non-condensable gases was undertaken and we conclude that the gases are formed by parallel independent first-order reactions. Characteristic kinetic parameters for the generation of each gas were determined.     

利用热等离子体进行生物质液化技术的研究

利用等离子体射流实现生物质快速热解。在０．５～１．５秒的时间内使粉状生物质的温度由常温上升到７５０～９５０Ｋ,再对蒸汽状态的热解产物进行快速冷却,从而实现生物质的液化．本文介绍了等离子体加热生物质热解实验台的结构和性能。用有代表意义的生物质粉一一玉米秸粉,在高温等离子体加热生物质热解实验台上进行了初步实验,研究了加热速率、停留时间、热解最终温度对生物质液化的影响、对生物质液化产物—一生物油利用色质联用法（ＧＣ—ＭＳ）进行了分析。     

生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右.     

试论工业煤粉锅炉技术应用中应关注的几个问题

针对工业煤粉锅炉的推广应用,根据煤粉工业锅炉技术的发展和运行经验,从掺烧生物质燃料、煤粉安全、烟尘污染等方面论述了推广应用工业煤粉锅炉存在的问题及相应的解决办法。     

生物质热解挥发特性的实验研究

为了研究闪速加热条件下的生物质热解挥发特性,在以等离子体为主加热源的层流炉实验台上进行了玉米秸粉的快速热解实验,通过改变反应温度(800～950K)和反应时间(0.108～0.224s),得到不同条件下生物质的挥发百分比。根据挥发百分比求出频率因子A和活化能E,建立了玉米秸粉的挥发特性方程。     

国外生物质发电技术研究进展

概述了生物质与煤混烧技术在国内外的应用现状,列举了欧洲几家煤粉炉和循环流化床生物质与煤混烧发电实例,指出生物质与煤混合燃烧是一种综合利用生物质能和煤炭资源并同时降低污染排放的新型燃烧方式,其大规模应用对我国发展生物质与煤混烧发电具有指导意义。     

Ethanol production from corn stover pretreated by electrolyzed water and a two-step pretreatment method

Pretreatment is one of the most important unit operations for ethanol production from biomass feedstocks.In this study,corn stover was used as a feedstock to examine the effectiveness of two pretreatments:electrolyzed water pretreatment and a two-step pretreatment.Electrolyzed water was employed as a catalyst to conduct one-step pretreatment of corn stover at three temperatures(165,180 and 195°C) and three treatment times(10,20 and 30 min).During the two-step pretreatment process,an organic alkaline solution of 1%(w/w) NaOH in 70%(w/w) ethanol was used for lignin removal in the first step,followed by a second step using hot water.No furfural or 5-hydroxymethyl furfural was detected in the hydrolysates from both pretreatment methods when the detection limit of the HPLC was 0.2 g/L.The highest glucan conversion yields were 83% obtained at 195°C for 30 min with acidic electrolyzed water and 83% by the two-step process,where the second step of the pretreatment was at 135°C for 30 min.The hydrolyzates from the two pretreatment methods showed good performance in Saccharomyces cerevisiae fermentation tests.The two new methods may provide promising alternatives for the pretreatment of biomass for ethanol production.     

煤中掺混生物质混烧的热重分析及动力学特性

松木屑作为一种废弃的生物质资源,如能将其回收与煤粉掺混后作为锅炉燃料燃烧将具有重大的意义。利用热重分析仪研究了印尼煤与松木屑不同掺混比例(0%、15%、30%、45%、100%)对煤粉燃烧特性的影响,并计算出各掺混不同比例生物质下的动力学参数。结果表明:煤粉中掺混不同比例的松木屑燃烧后其着火温度提高,燃尽温度降低,综合燃烧特性指数降低;在掺混比例为15%时对煤的燃烧特性曲线影响不大,所以掺混15%的生物质是最合理的。随着生物质掺混比例的增加其活化能减少,频率因子降低,在掺混比例为15%时活化能最小,再增加比例后其活化能变化不大。不同掺混比例下反应活化能和频率因子之间存在动力学补偿效应。     

对天然结缕草草地放牧利用的初步研究

通过对天然结缕草草地的放牧利用、研究探讨了对结缕草草地的产量、产籽功能的影响，并分析了放牧家畜的饲养效果。     

生物质烧结燃料性能优化研究

烧结生产过程产生了包含颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和二口恶英的高温烧结废气.为减少烧结污染物排放,制备新型生物质燃料取代烧结矿石燃料,通过生物质炭化、生物质成型等对比实验确定优化生物质燃料最优实验条件.实验结果表明:锯末炭化分为两个阶段,在室温(25℃)~400℃适宜炭化升温速率为5℃/min,在400~600℃适宜炭化升温速率为20℃/min,锯末燃料适宜成型压力为50 M Pa.通过对适宜条件下制备的生物质烧结燃料与烟煤和焦炭进行对比实验,其比表面积、孔容孔径和燃料燃烧性能大幅改善,接近矿石燃料.