工业化生物质气化焦油中酚类化合物提纯工艺研究

采用酸碱抽提法对5 MW工业化生物质气化焦油中的酚类化合物进行提纯。通过常压蒸馏装置将气化焦油切割为3个馏分并测定酚含量,选取酚含量最高的馏分I进行酚类化合物酸碱抽提工艺研究,并利用GC/MS对提纯粗酚进行分析。结果表明:3个馏分(110~180℃、180~210℃和210~235℃)的酚质量分数分别为51.86%、20.46%和12.86%。较优的馏分I酸碱抽提碱洗和酸洗工艺条件分别为:碱液质量分数20%、碱洗时间5min和碱洗温度50℃;硫酸质量分数20%、酸洗时间30 min和酸洗温度22℃。较优酸碱抽提工艺条件下,馏分I的粗酚收率为50.24%,GC/MS分析表明,粗酚中主要含有42种酚类化合物,质量分数合计为98.49%,低级酚质量分数为73.90%。     

流化床气化温度对生物质燃气热值的影响研究

在流化床气化实验装置上对稻壳在600~700℃、700~800℃、800~900℃、900~1000℃温度范围下进行气化实验。实验结果表明:(1)气化温度为600~700℃时,炉内有残炭存在;(2)气化温度800~900℃时,燃气品质要好于700~800℃,为最佳气化温度;(3)气化温度为900~1000℃时,气化炉底部温度过高时会瞬间导致结渣现象。     

山西煤化所加压灰熔聚流化床粉煤气化技术取得重大突破

日前,中科院山西煤化所在3.0MPa半工业化加压灰熔聚流化床粉煤气化技术平台上完成了1.0MPa的72小时长周期加压试验。试验期间设备运行平稳,达到了预期技术指标,标志着加压灰熔聚流化床粉煤气化技术取得重大突破。     

生物质气化副产物焦油热重分析

对生物质气化过程中产生的副产物焦油进行了馏程试验,并且采用非等温热重分析法研究了生物质焦油的燃烧动力学过程,分析焦油燃烧的TG/DTG曲线,提出其反应动力学方程,计算出能够反映焦油燃烧特性的燃烧特性参数.研究表明,焦油具有良好的燃烧性能,根据试验结果探讨了焦油资源化利用的途径,为焦油的综合利用提供了重要的科学参考依据.     

基于Aspen Plus的甘油与生物质固定床共气化制氢工艺模拟

利用Aspen Plus软件平台,对甘油与生物质固定床共气化制氢过程进行模拟研究.考察不同反应温度、甘油与生物质的质量比(m(G)/m(B))、气化剂物质的量的比(n(H2O)/n(C))和反应压力等条件对纯甘油与生物质、粗甘油与生物质混合共气化制氢的影响.模拟结果表明:生物质与不同甘油共气化时,温度、压力、n(H2O)/n(C)和m(G)/m(B)对两种混合物制氢的影响规律基本相同,因此可用纯甘油替代粗甘油来研究气化制氢特性;同时得出其最佳气化制氢条件是反应温度800~850,℃,m(G)/m(B)为1.0~1.2,n(H2O)/n(C)为0.8~1.0,压力≤0.1,MPa,在此条件下,氢气产率为55%左右.     

生物质沸腾气化燃烧系统的优化设计及试验研究

根据生物质高挥发分、低固定碳的特点,基于沸腾气化与高温气体燃烧技术,设计了一种新型的生物质沸腾气化燃烧系统.该系统由炉体、布风板及高温气体燃烧器组成.生物质在炉体内沸腾气化,产生的高温燃气直接燃烧,生物质中的固定碳在系统内部燃烧,为生物质热解气化提供能量;高温燃气通过专用燃烧器燃烧,产生高温火焰.对影响系统运行的主要因素（空气当量比、生物质含水率、二次空气量）进行了试验研究,为系统的优化设计及稳定运行提供数据支撑.     

煤焦-CO_2高温气化反应特性的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以等温法研究煤焦-CO2高温气化反应,考察了煤种、气化温度及气流速度对煤焦气化反应的影响,并对其动力学参数进行了求算.实验结果表明:当气化温度低于煤焦灰熔点温度时,煤焦的碳转化率和反应速率峰值随气化温度的升高而增大,当气化温度高于煤焦的灰熔点温度时,煤焦的碳转化率和反应速率变化十分缓慢,甚至有下降的趋势;不同煤种的气化反应动力学参数有很大的差异,鞍钢煤焦和本钢煤焦的活化能均为140kJ/mol,阜新煤焦的活化能为70kJ/mol.当煤焦的气化反应温度高于煤焦的灰熔点温度时,扩散成为煤焦气化反应的主要限制环节,提高气流速度有利于煤焦气化反应的进行.     

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.     

利用太阳能规模制氢

建立可持续发展的能源系统是当今人类社会必须解决的最为关键的问题之一。新的能源系统需要有一种可持续发展的能源载体来替代目前使用的燃料,氢正是这样一种理想的二次能源载体。利用太阳能规模制氢具有可持续发展的特点,对缓解能源紧缺、减少环境污染具有重大意义,是能源科技领域国际竞争的焦点之一,已被国际上许多大型氢能研究计划列为重要研究方向。国家科技部于2003年度正式批准“973计划”中立项进行利用太阳能规模制氢的基础研究。在阐述利用太阳能规模制氢国内外研究现状的基础上,重点介绍了西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室近年来在该领域的理论和实验研究工作中所取得的一系列最新进展。     

星子碰撞增生过程中的同位素分馏研究进展

理解行星的初始物质组成以及其形成过程对于研究太阳系的形成和演化、地球的生物宜居性有着重要的意义。星子碰撞吸积是类地行星形成过程中的一个重要阶段,该阶段影响行星整体的元素和同位素组成。中等挥发性元素及其同位素是研究这一过程的有效工具,因为它们对示踪撞击过程中的高温蒸发和降温凝聚等过程较为灵敏。笔者系统统计了球粒陨石和来自不同天体(地球、月球、火星和灶神星)的陨石样品部分元素及同位素测试数据,讨论了不同天体的中等挥发性元素及其同位素的特征和导致同位素分馏的主要因素,并探讨其对行星初始物质组成和形成过程的指示意义。星子、行星胚胎等天体的碰撞过程可能极大地限制了类地行星的挥发性元素含量。