微波热解木质生物质的研究进展

随着化石资源的日益枯竭及环境污染问题的日益严峻,开发与利用环境友好的可再生资源受到广泛关注。木质生物质微波热解具有反应速率快、易于控制、安全无污染等优点,但是存在产物分布不均和经济价值不高等问题,严重制约了生物质能的全面与高效利用。系统地介绍了木质纤维素组分的结构,详细阐述了木质纤维素各组分的热解机制,并比较了微波热解与传统热解的差异,探讨了微波热解的影响因素以及微波催化热解木质纤维素的产物分布。此外,介绍不同种类催化剂(碳基材料、分子筛、金属氧化物等)在促进生物质微波热解中的作用,可以高效转化木质纤维素,优化微波热解产物的种类分布,并促进选择性生产特定高值化学品,以实现木质纤维素的资源化和高值化利用。最后,对木质纤维素热解未来研究方向和技术发展进行了展望。     

生物质的热解及生物油提质的研究进展

热解是目前生物质能源化的主要方法,生物质热解技术已得到广泛研究。基于文献资料,总结了不同种类的简单生物质（蛋白质、糖类、木质素）和复杂生物质（藻类、秸秆、木屑和脂类）热解的主要产物,指出了部分产物在不同条件下的产率变化趋势。同时分析了聚合度对纤维素热解产物的影响,对比了纤维素和半纤维素的热解特点,介绍了木质素中的部分基团对其热解的影响,并分析了热解温度、加热速率以及停留时间对藻类、秸秆、木屑和复杂脂类热解产物的影响。最后介绍了2种生物油提质方法（催化加氢和催化裂解）的特点,对于催化裂解中催化剂提质效果进行了归纳总结。     

热解生物油在清洁能源中的应用前景

由农业林业残余物和生活生产废弃物等生物质热解得到的生物油,是一种新型可再生能源。本文介绍了生物油作为供热发电能源、交通燃料和化工原料等方面的应用。     

典型塑料与生物质废弃物的共热解技术及高值化利用

塑料和生物质废弃物量大面广.在碳中和背景下，共热解技术被认为是将塑料和生物质高质转化和高值化利用的一个有前途的途径，是经济模式由“线性”转化为“闭环”从而实现环境可持续发展的重要转变之一.本文以“用后即弃”的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料为代表，梳理了生物质与塑料共热解过程中的协同效应、影响协同效应的因素、共热解产物的高值化利用和共热解技术的环境意义，并对共热解技术在塑料和生物质废弃物资源化处置中的科学难题、技术瓶颈、政策缺失等进行展望.结果表明：相较于塑料或生物质单独热解，共热解可以显著降低热解过程中的能耗，提高热解产物的产量和品质.塑料和生物质废弃物在共热解过程中的协同效应是由于富氢塑料作为“氢库”向富氧生物质供氢，提高生物质热解产生的自由基的稳定性，促进共热解反应的彻底进行.原料类型及掺混比、热解温度、热解速率和催化剂的加入均对共热解的协同效应和产物分布产生显著影响，调整共热解技术中原料配比和热解条件可选择性制备目标产物.共热解产物包括生物质炭、生物油和热解气等，共热解显著提高生物质炭孔隙结构和稳定性，增强其固碳和减排性能；此外，共热解能够增强热解气和生物油的热值和稳定性，综合提高热解...     

欧委会正在选址首座生物质柴油合成工厂

利用可再生生物质材料或农林残留物（如秸秆和木质废弃材料等）制作成生物质燃油替代化石燃料,一方面可以减少用户对化石能源的消费,另一方面又可以大大降低温室和有害气体的排放。为此,欧委会制定政策措施和行动计划,并通过欧盟指令的形式积极促进可再生生物质替代燃油的加速发展,旨在降低欧盟化石能源的对外依赖,保证欧盟的能源安全及多元化,提高欧盟能源工业企业的竞争力和积极应对全球气候变化。     

旋转锥式闪速热解生物质试验研究

利用旋转锥式闪速热解装置,对生物质进行了闪速热解试验研究。生物质是一种可再生的能源,在无氧或有限氧气供给的条件下热解为液体、固体、气体3种燃料产品。介绍了以旋转锥式反应器为核心的闪速热解液化设备、工艺参数及产物特性,并根据此结果对比了常规热解、快速热解、闪速热解的生物油典型数据,为生物质废弃物的有效清洁利用及可再生能源的生产探索了新的途径。     

预处理破稳污泥木质纤维素并厌氧降解实验研究

剩余污泥中往往含有大量木质纤维素物质,其在厌氧消化过程中难以降解,最终残留于熟污泥中,这也是导致污泥有机物稳定并转化能源效率低下的主要原因之一.针对污泥中木质纤维素的结构稳定性,本实验选择酸、碱、热解及超声波4种预处理方式,采用适宜的条件预处理剩余污泥,在一定程度上破坏污泥中木质纤维素结构,继而进行污泥厌氧消化,获得了较好的木质纤维素降解率.同时,实验筛选出热解为最佳的预处理技术方式.在T=150℃与t=30 min预处理工况下,污泥在厌氧消化后最高可实现52.6%的木质纤维素降解率,主要归功于半纤维素和纤维素的大幅降解.相对未预处理污泥,预处理能有效促进木质纤维素类物质的厌氧消化,从而提高污泥有机质的能源转化率.     

木质纤维素生物转化的技术研究和应用前景

随着工业化进程的发展,不可再生能源的消耗以及环境的污染问题是面临的严峻挑战。因此,可再生生物质资源的开发得到了广泛关注。木质纤维素是一种丰富的可再生生物质资源,可用于生物化学品和生物燃料的生产。然而,其复杂的结构阻碍了木质纤维素生物转化的最终效率。有效的预处理技术以及合适的转化宿主为木质纤维素的生物转化提供了帮助。此外,选择合适的木质纤维素转化工艺更有利于目标产物的合成,其中包括单独水解和发酵、同步糖化和发酵以及统合生物加工过程。在这些工艺中,通过统合生物加工过程构建的微生物共培养系统被认为是高效生产生物化学品和生物燃料的潜在策略。进一步,将共培养体系与合成生物学和代谢工程相结合,为未来构建高效稳定的木质纤维素生物转化体系提供了理论指导。     

“木质素优先”策略下生物质还原催化分离技术研究进展

木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生碳资源，有潜力替代石油来生产清洁燃料和化工产品。当前木质素组分的高效利用很困难，木质素高值化是实现生物质全组分利用的关键。为实现生物质全组分的高值化利用，本文研究了基于“木质素优先”策略的分离机制，综述了木质纤维素还原催化分离的研究进展，探索了木质素脱除率、单酚产率和选择性及碳水化合物保留率等的影响因素，分析了生物质原料、溶剂、酸碱添加剂、催化剂和反应器对“木质素优先”策略的影响规律，提出了新型催化剂和反应器的设计思路，展望了木质素还原催化分离的研究方向。分析表明：单酚产率按照硬木→草本作物→软木顺序依次递减，醇水两相体系有利于木质素和半纤维素的提取与溶解以及纤维素结构的保留，酸的加入不仅提高木质素脱除率和单体收率还能促进半纤维素的水解，半/全流动反应器有效避免后续催化剂和碳水化合物的分离。     

废植物热解制气制油制炭的研究

主要考察了不同废植物的热解产气产油（液）产炭效果及不同过程条件的热解产气产油产炭效果。可用作热解制气制油制炭的废植物包括一切草木本植物,含有大量的木质素和纤维素,属于可再生能源。废植物热解制气制油制炭,可以使大量的被遗弃废植物得到充分利用,变废为宝,同时,可以帮助解决未来可能出现的能源危机,为废弃物的资源化、为未来的能源发展提供了新的方向。另外,由于废植物的广泛可取,废植物热解制气特别适用于在中小城市和农村推广应用,改善人们的生活条件和居住环境,进一步缩小城乡差距,为国家的经济发展做出贡献。     

生物质炭化技术的农林废弃物技术中的运用

随着我国科学技术不断发展,当今新技术在农林废弃物资源化利用中的运用也更加广泛,生物质炭化技术就是其中之一。生物质炭化技术可以将农林废弃物炭化,并通过稳定的碳形式固定形成新的生物碳产品,实现了节能减排、生态绿化的目标。基于此,本文首先提出生物质炭化技术的含义,进而提出该项技术在农林废弃物资源化利用中的应用。     

全球生物能源发展及对农产品价格的影响

生物能源是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,它以生物质为载体,直接或间接地来源于植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,以替代煤炭,石油和天然气等化石燃料。从广泛的定义来看,沼气、农作物秸秆能源、用作能源的树木、燃料乙醇、生物柴油等都属于生物能源的范畴。生物能 源是目前除煤炭、石油和天然气之外的第四大能源类型,约占全球能源总需求的15％。而近期受到社会各界广泛关注和重视的生物能源主要是指燃料乙醇和生物柴油。由于其发展迅速,并且对农产品价格产生了重要影响,本文后面所讨论的生物能源主要指这两种生物液体能源。     

废弃贴面纸材料不同热解阶段有害组分转化特性

废弃三聚氰胺-酚醛浸渍贴面纸（MPF）以碳基材料为主,用量大,其中,三聚氰胺、酚醛等有害组分处理不当会对环境造成污染.热解是MPF快速无害化处理的有效方法之一,明确MPF中各组分的热解转化行为是其利用的关键.本研究以热重实验为基础,结合高斯分峰拟合及动力学分析,确定MPF在热解过程中的反应阶段及其相应的温度节点,并在固定床上进行台架实验收集固、液、气相产物.结果表明,MPF中3种主要组分的热分解过程相互独立,其中,210～293℃的热解对应三聚氰胺和酚醛分解的线性叠加,在220℃和280℃的生物油以胺类和酸类为主,温度主要影响挥发分分解速率;纸张中的纤维素在293℃后分解,因此,550℃热解产生的生物油组成以胺类（28.92%）和酮类（30.33%）为主,而含氧官能团中所包含的氧不足以提供碳的完全氧化,气体中CO含量明显增加（20%）;固体产物随着温度升高金属颗粒富集增多,影响生物炭的均匀性.总体而言,低温热解（280℃）生物油组成简单且生物炭中金属分布更加均匀,产物相对中高温热解（550℃以上）对MPF的处置具有更大的后处理优势.     

农林废弃物再利用研究进展与展望

社会的快速发展导致能源消耗的日益增多，传统的化石能源由于其不可再生性，面临着枯竭。农林废弃物作为生物质资源的一部分，具有广阔的应用前景。本文简要阐述了农林废弃物的主要特点，对其研究利用现状进行了说明，并就其发展进行了展望。     

木质素催化快速热解的解聚增值研究进展

木质素是一种复杂的三维非晶态天然芳香聚合物，将其转化为生物燃料替代传统化石能源方面展现出巨大潜力。热解技术已被证实是将木质素转化为高值化学品的有效途径，然而，直接热解过程中普遍存在产物选择性低、产物稳定性差等难题，这些问题限制了木质素的高效转化及工艺经济性。目前，催化快速热解技术在克服上述挑战方面已经取得了显著进展。本文详细阐述了木质素的基本结构单元与其多样的连接模式，介绍了木质素的主要来源和不同种类。基于木质素的热解特性，对其热解过程的关键阶段(初始阶段、主要阶段和碳化阶段的演变)进行了深入阐述。本文还对催化快速热解的必要性进行了探讨，并对常用催化剂进行了全面介绍和综述。最后，对木质素催化快速热解在解聚和增值方面的未来发展方向进行了展望。     

矿物质组分对低品质生物质热解过程的影响

通过酸洗脱除低品质生物质（鸡粪与猪粪）中的矿物质组分,并使用热重分析仪对酸洗前后样品的热解行为进行了研究.结果表明,由于两种农林废物的有机组成和矿物质含量不同,导致其热解行为差异较大.鸡粪中含有大量的CaCO3,其在高温下分解放出CO2,并与鸡粪半焦中的碳发生气化反应.酸洗不但改变了禽畜粪便中矿物质的含量,而且改变了该...     

神府煤焦油产率,组成,性质与热解温度的关系

神腐煤用实验室公斤级热妥炉装置，通过低温（５００℃～６００℃）、申温（８００℃）、高温（９５０℃）、热解试验研究表明，焦油产率、组成、性质随热解温度升高呈规律性变化，焦油产率在６００℃左右最大，超过６００℃逐渐降低，随温度升高，焦油中碳、氮含量增加，氧、硫、酚、烃油、萘油等含量减少，清度、讨／Ｃ原子比降低     

生物质能:未来能源产业新的增长点

随着我国经济的高速增长,能源供需矛盾日益尖锐,提高可再生能源利用比例,利用农林剩余物、废弃物等生物质能作为化石能源的替代,既可实行能源战略多元化,减少温室气体排放,有利于缓解来自国际和国内的压力,又可增加农民收入和就业机会,也符合科学发展观和循环经济的理念.我国有丰富的生物质资源,生物质能源利用技术体系正逐步形成,促进生物质能源产业发展的宏观政策环境正在完善,生物质能源开发利用产业必将成为我国能源产业新的增长点.     

抗生素菌渣催化热解特性的研究

为了将生物质转化为高品质的液体燃料,以青霉素菌渣为催化热解实验原料,在温度为400,500,600,700℃下进行热解实验,以生物质油产率最大化为目的,探究最佳热解温度。在此基础上,选用CoO/HZSM-5和NiO/HZSM-5作为催化剂,对青霉素菌渣进行催化热解实验,探究催化剂对生物油催化提质的作用。结果表明:不添加催化剂时,青霉素菌渣在500℃条件下热解所得的生物质油产率达到最高。在此温度条件下,添加催化剂CoO/HZSM-5和NiO/HZSM-5时,生物质油的产率相对降低,但催化热解后生物油中烃类物质含量分别增加8.66,7.41百分点,达到25.34%和24.09%;含氧类物质如醇类、酯类和醛类物质含量分别降低9.68,12.49百分点,为31.74%和30.34%;含氮杂环类物质含量分别降低5.96,12.49百分点,为32.51%和35.07%。天冬氨酸、组氨酸、谷氨酸和中间产物DKP的催化热解实验进一步解释了青霉素菌渣催化热解的机理。     

生物质催化转化与利用科研创新团队简介

<正>生物质催化转化与利用科研创新团队于2019年9月获批广东石油化工学院重点培育科研创新团队。团队现有成员7名,均具有博士学位,其中教授3名,副教授4名。团队具有极强的创新和服务意识,研究基础较好。团队带头人滕俊江教授是广东省"千百十工程"校级培养对象,应用化学省级特色专业负责人,广东省化工学会理事,中国化工学会精细化工青年学者委员会委员,获茂名市科技进步二等奖1项,发明专利授权2件,参编著作1部;主持广东省自然科学基金面上项目、国际科技合作领域项目以及广东提力新材料科技有限公司等企业横向项目5项,发表论文10多篇,其中三大索引收录6篇。团队主要研究领域及特色包括:(1)生物质基平台化合物及液体燃料的制备。通过构建多功能催化剂将纤维素、半纤维素、木质素等定向转化为高附加值平台化学品、液体燃料等,提高目标产物的选择性和转化效率,助力"碳中和"。(2)农林废弃物生物质催化转化。通过构建"催化剂-溶剂"体系将当地典型的荔枝渣、果壳、甘蔗渣等农林废弃物转化为生物油等,提升利用效率,助力"碳达峰"。(3)生物质基功能材料的制备及应用。通过化学修饰的手段将纤维素等生物质进行改性,获取环境友好的功能材料,用于水处理、油水分离等领域,扩大农林生物质资源的利用途径。(4) 3D打印用生物质基光敏材料的制备及应用。将具有可聚合官能团的生物质基平台化学品与光敏特性的组份进行组合,制备具有光敏聚合活性的树脂材料,拓展生物质下游产品在智能制造领域中的应用。