异戊醇低压热解的同步辐射真空紫外光电离质谱研究

作为新兴生物燃料,大分子醇类燃料在低压下的火灾安全基础迫切需要得到深入研究。热解过程作为火灾过程的初始阶段直接控制着火过程,火灾中碳烟颗粒的产生也依赖于热解反应,因此可燃物的低压热解研究在其低压火灾基础研究中具有重要意义。利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法研究了异戊醇在0.2atm下的流动反应器热解,探测到了20余种热解产物,包括烯丙基自由基和C_4H_8O、C_5H_8、C_6H_6等同分异构体,并测量了其摩尔分数。基于实验结果,对燃料分解路径和主要产物的生成及消耗路径进行了探讨。与本组之前正戊醇热解实验的对比表明,由于存在支链结构,异戊醇在热解中比正戊醇更容易产生戊烯、丁烯和丙烯,但更少地产生乙烯。此外,异戊醇在热解中能够生成更多的丙炔和丙二烯等环状化合物前驱体,令其苯和1,3-环戊二烯的生成量更高,表明异戊醇比正戊醇更易于生成多环芳烃和碳烟。     

催化裂解法处理有机硅高沸物

采用催化裂解法处理有机硅高沸物,解决高沸物储存过程中的安全、环保问题。研究了催化剂种类、HCl加入量和精馏高沸物加入量对高沸物转化率的影响。实验结果表明:在以N,N-二丁基-1-丁胺为催化剂、合成高沸物为原料、HCl加入量为13%(w)的条件下,高沸物转化率为83.10%,二甲基二氯硅烷收率为23.78%;合成高沸物中精馏高沸物加入量为9.0%(w)时,高沸物转化率最高,为85.58%。     

生活垃圾催化热解液体产物特性

为探索生活垃圾催化热解液体产物特性变化规律,选取Na2CO3、CaO、Fe2O33种催化剂,利用固定床实验、红外分析(FT-IR)进行生活垃圾热解液体产物产率和组分特性研究.结果表明,热解终温600℃无催化剂时,生活垃圾热解液产率为39.80 wt％,添加3种催化剂后热解液产率均降低;生活垃圾分别添加1％的Na2CO3和CaO后,热解油氧含量由22.49％分别降低到20.12％和18.53％,低位热值由30.30 MJ/kg分别提高到33.79和32.74 MJ/kg;无催化剂时热解油成分为脂肪类、含氧化合物及少量芳香类混合物,加催化剂后热解油中芳香类物质峰面积比例显著增加,而含氧化合物峰面积比例降低,羟基类及羧酸类含氧化合物峰面积比例明显减少,其他含氧物峰面积比例却增加;CaO催化效果较明显,生活垃圾添加1％的CaO热解油中芳香类物质峰面积比例从4.36％增加到29.46％,含氧化合物峰面积比例由49.42％降低到23.12％,其中羟基类和羧酸类化合物峰面积比例分别由34.03％和10.65％降低到0.00％和3.34％,其他含氧化合物峰面积比例由4.73％增加到19.77％.     

微波辐射对生物质热解过程的影响

自行设计加工了微波热重实验装置,研究了在微波辐射下菜籽粕热解过程特征及其产物产出规律.在此基础上,对比分析了菜籽粕微波热解与电热热解产物产出率之间的差异.结果发现,在菜籽粕微波热解过程中,半纤维素的反应区间为180 ～ 370℃,其转化率可以达到87.0％;纤维素的热解反应区间为370 ～ 550℃,其热解转化率32.8％.表明在微波作用下,纤维素的热稳定性远高于半纤维素.在菜籽粕的微波热解过程中,冷凝液的产生主要集中在100 ～400℃的温度范围内,热解得到的生物质油类主要是菜籽粕的半纤维素热解生成的.不凝气的产生主要集中在300 ～ 600℃的温度范围内,并且主要为纤维素与木质素的热解反应产生的.与电热方式相比,菜籽粕的微波热解升温速率较快,菜籽粕微波热解生物质炭的产出率较高,冷凝液产出率相对较低.     

臭氧氧化—包埋菌流化床生物处理组合工艺深度处理煤气化废水

采用臭氧氧化—包埋菌流化床生物处理组合工艺对煤气化废水进行深度处理。实验结果表明：当臭氧的质量浓度20 mg/L、臭氧进气流量1.5 L/min、臭氧通气时间30 min、包埋菌流化床水力停留时间24 h时,臭氧氧化工序的COD去除率达到30.0%~40.0%,总酚去除率达到100.0%;包埋菌流化床工序的COD去除率达到60.0%以上,氨氮的去除率大于95.0%;经组合工艺处理后,出水COD<60 mg/L,ρ（氨氮）<1.0 mg/L,ρ（总酚）未检出,色度小于50倍,达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准。     

镍基催化剂对污泥微波热解制生物气效能的影响

为实现污水污泥减量化、无害化及资源化的目标,在微波热解污水污泥基础上,进行了镍基催化剂对制取生物气效能影响的研究。采用元素分析对污泥元素进行检测,气/质联用分析(GC-MS)和气相色谱(GC)对热解生物气的组成和含量进行测定。实验结果表明,镍基催化剂的添加对微波热解污水污泥制取生物气有较大促进作用。5%添加量与800℃热解终温条件下具有最佳催化效果:生物气中H2、CO产量最大,H2产量由29 g/kg增加到35.8 g/kg,提升23.4%,CO产量由302.7 g/kg增加到383.3 g/kg,提升26.6%;同时催化剂还能提高热能利用效率,降低热解终温,即5%添加量在700℃热解终温时可达到空白800℃时的产气效果;镍基催化剂主要在500~600℃时发挥催化作用,加快了H2和CO的释放。微波热解污泥制取的生物气具有产量大、富含H2与CO等优点,可推动污水污泥的资源化进程。     

船舶塑料垃圾热解特性及动力学分析

利用热重分析(TGA)研究船舶塑料垃圾在不同升温速率和不同气氛下的热解特性,并得到了热解动力学参数。结果表明,船舶塑料垃圾的热解过程主要有3个阶段,比一般塑料热解复杂;随着升温速率增大,最大热解速率和最大热解速率温度等热解特性参数也增大,反应变得更剧烈;N2/CO2比为4∶1时,热解反应进行得最完全,固体残留率最少。动力学分析表明,采用3个连续一级反应模型能很好地拟合实验数据;不同的升温速率和气氛比对反应各阶段活化能均有不同程度的影响。     

The conversion of chicken manure to biooil by fast pyrolysis I. Analyses of chicken manure,biooils and char by 13C and 1H NMR and FTIR spectrophotometry

Fast pyrolysis of chicken manure produced two biooils (Fractions I and II) and a residual char. All four materials were analyzed by chemical methods, ¹³C and 1H Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry (¹³C and 1H NMR), and Fourier Transform Infrared Spectrosphotometry (FTIR). The char showed the highest C content and the highest aromaticity. Of the two biooils Fraction II was higher in C, yield and calorific value but lower in N than Fraction I. The S and ash content of the two biooil fractions were low. The Cross Polarization Magic Angle Spinning (CP-MAS) ¹³C NMR spectrum of the initial chicken manure showed it to be rich in cellulose, which was a major component of sawdust used as bedding material. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectra of the two biooils indicated that Fraction I was less aromatic than Fraction II. Among the aromatics in the two biooils, we were able to tentatively identify N-heterocyclics like indoles, pyridines, and pyrazines. FTIR spectra were generally in agreement with the NMR data. FTIR spectra of both biooils showed the presence of both primary and secondary amides and primary amines as well as N-heterocyclics such as pyridines, quinolines, and pyrimidines. The FTIR spectrum of the char resembled that of the initial chicken manure except that the concentration of carbohydrates was lower.     

污泥热解残渣制备聚合氯化铝的实验研究＊

含铝污泥热解或焚烧残渣制备聚合氯化铝的研究,有利于实现污水处理过程投加的铝盐絮凝药剂的回收与高效循环利用,减少污染物排放和资源消耗。针对辽河油田欢三联稠油污水处理污泥的热解残渣具有较高铝含量的特点,开展采用盐酸进行铝溶出及制备聚合氯化铝的实验研究。结果表明:焙烧温度为700～750℃,焙烧时间控制在1h即可。将经过焙烧活化的残渣在常温下进行酸溶,酸溶时间为2～5h,选用25%～30%盐酸,氧化铝与盐酸的摩尔比为1∶1.0～1∶1.2为宜。将溶出的铝溶液制备聚合氯化铝,在常温下采用CaO粉末来调节pH值为3.5,聚合反应时间为1d,即可得聚合氯化铝溶液。     

等离子气化技术在垃圾处理中的应用

等离子气化技术已经在国外成功应用多年,其用于解决日益增多的垃圾问题,可将废物转化成有用的资源。本文介绍了等离子气化技术的优点、经济性,以及其在垃圾处理中的应用。