显微技术在木质纤维素生物质预处理 研究中的应用进展

木质纤维素生物质细胞壁中主要组分(纤维素、半纤维素和木质素)相互交织形成的网状结构是生物质转化过程中的天然抗降解屏障。有效的预处理能打破这种屏障,提高酶水解转化效率。显微技术包括显微镜技术和显微光谱技术,能够在多尺度下展现木质纤维素生物质在预处理中细胞壁微观结构变化和组分含量等信息。笔者介绍了原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微拉曼光谱等显微技术在木质纤维素生物质预处理过程研究中的应用。利用显微镜技术可直接观察预处理中细胞壁表面结构的变化,并分析其对酶水解可能产生的影响; 利用显微光谱技术可原位分析预处理对细胞壁组分化学结构与超微结构的影响; 多种显微技术组合弥补了单一手段的不足,可获得木质纤维原料生物构造、组分含量及分布等方面更为详细的信息。     

政策对发电企业能源决策的影响及最优化模型

论文考虑由可再生能源发电企业和传统化石燃料发电企业组成的电力供应市场,分析可再生能源电价补贴政策、可再生能源技术研发投入补贴政策、不可再生能源碳排放价格政策的影响,建立了两类电力企业以自身利润最大为目标的决策模型,给出了最优解的表达形式.论文结合我国生物质能源政策,分析得出:提高可再生能源技术研发投入补贴率是刺激企业增加技术研发投入的有效措施;为优化我国能源结构同时增加社会总发电量,不能将碳排放价格制定过高,而应重点降低可再生能源的发电成本.最后,论文引入由消费者剩余、电力部门总收入、补贴或者税收收入转移、环境损害组成的社会福利函数模型,构建了基于社会福利最大的可再生能源政策决策模型,得出我国应加大生物质能源研发投入补贴率、提高碳排放价格实现社会福利最大化.论文的研究工作和得到的结论对相关部门制定有效的可再生能源政策具有积极的指导意义.     

生物质焦焙烧还原低品位软锰矿及其动力学

采用生物质焦和活性炭粉作还原剂,在管式炉中进行了低品位软锰矿焙烧还原对比试验.分别研究了焙烧温度、焙烧时间、生物质焦用量等条件对软锰矿还原率的影响,对焙烧产物进行了X射线衍射分析.结果表明,生物质焦在焙烧时间和还原效率上优于活性炭粉;软锰矿焙烧还原依次经历Mn O2→Mn2O3→Mn3O4→Mn O过程;在焙烧温度为800℃,焙烧时间为50 min,生物质焦用量为10%时,软锰矿还原率可达98%以上,在此基础上导出了还原动力学方程,并证实还原过程由界面化学反应控制,表观活化能为43.896 k J·mol-1.     

酒泉戈壁日光温室增温防冻策略解析

戈壁日光温室为载体的戈壁农业,在酒泉大地得到了大规模的发展,但是冬季冻害问题成为阻碍戈壁农业发展的重要因素.文章在分析酒泉地区气候条件,日光温室发展现状、传统保温措施,新型增温供暖技术的基础上,提出了一种以生物质颗粒为燃料,同轴心双套筒炉膛,分布式双循环散热系统的热风炉,为戈壁日光温室冬季供暖提供有效途径.     

需求不确定下的生物质物流系统的选址与路径问题

为有效解决在生物质资源开发和利用过程中物流系统成本较高等问题,通过研究需求不确定性对生物质物流系统选址与路径问题的影响,提出生物质物流系统选址与路径的鲁棒优化模型。使用混合整数非线性规划对该问题进行数学描述,再根据强对偶理论将非线性模型转化为等价的线性鲁棒优化模型。利用CPLEX软件进行数值计算和分析,结果表明：需求不确定性会对生物质物流系统的最优决策产生影响。基于该模型的特殊性开发相关的自适应遗传算法,通过算法自适应机制避免陷入问题的局部最优情况,从而更精确地接近问题的最优解,最后通过大型算例验证所提出的自适应遗传算法相比于传统的遗传算法具有更加良好的性能。     

生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆液化工艺的研究

通过热化学液化法,以乙二醇、聚乙二醇、丙三醇的混合比例、催化剂种类、催化剂量、液化温度、液化时间为影响因素,液化率为指标,采用单因素试验和正交试验优化生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆多组分溶剂液化工艺条件.利用最佳工艺条件下制备的玉米秸秆液化油替代多元醇制备聚氨酯发泡材料,对发泡体进行观察.结果表明,7个因素对玉米秸秆液化率影响的主次顺序为乙二醇量聚乙二醇量液化温度液化时间催化剂种类丙三醇量催化剂量,即最佳工艺条件为液化剂V(乙二醇)∶V(聚乙二醇)∶V(丙三醇)为1∶1.5∶1.5.在玉米秸秆基磁性固体酸作为催化剂,催化剂量为12 g,液化温度135℃,液化时间70 min的条件下,液化玉米秸秆得到最高液化率为72.3%;玉米秸秆液化油替代多元醇能够制备均匀的聚氨酯发泡材料.     

生物质裂解残炭制备活性炭

用生物质裂解残炭制备活性炭,采用了水蒸气活化的方法,应用正交实验法对诸多影响因子进行考察,在筛选关键因子并优化工艺条件（活化温度770-780℃、活化时间4h）后,可以得到碘值691．94mg／g,亚甲蓝值280．93mg／g左右的活性炭产品。     

镍基整体式催化剂重整净化生物制粗燃气性能的研究

以萘为焦油模型化合物，考察了镍基整体式催化剂上生物质粗燃气干重整和临氧重整的性能。镍基重整催化剂表现出良好的催化重整活性，焦油全部转化为H2、CO及微量轻质组分。在750℃下连续反应108h，未检测到反应器压降变化和CH4与焦油转化率下降，整体式催化剂表现出较好的活性和稳定性。