棕榈壳热解特性及动力学分析
棕榈油等温结晶动力学

棕榈油等温结晶动力学随着全球经济的发展,人们对于食品的需求量也在不断增加。
其中,棕榈油作为世界上最主要的食用油之一,其产量也在逐年增长。
然而,棕榈油的生产过程中,往往会出现温结晶现象,这不仅会影响棕榈油的品质,还会降低生产效率。
因此,对于棕榈油等温结晶动力学的研究显得尤为重要。
一、棕榈油的等温结晶过程棕榈油的等温结晶是指在一定温度下,棕榈油中的脂肪酸甘油三酯(TAGs)会发生结晶。
TAGs的结晶过程可以分为三个阶段,分别是形核、生长和成熟。
在形核阶段,TAGs分子会聚集在一起,形成一个小的晶核。
随着时间的推移,这个晶核会不断生长,最终形成大块的结晶。
在成熟阶段,结晶的大小和数量都会趋于稳定。
二、影响棕榈油等温结晶的因素棕榈油的等温结晶过程受到多种因素的影响,包括温度、脂肪酸组成、添加剂等。
其中,温度是影响棕榈油等温结晶的最主要因素。
当温度低于棕榈油的结晶点时,TAGs分子会开始结晶。
而当温度升高时,结晶的速度也会加快。
此外,棕榈油中不同脂肪酸的含量也会影响其等温结晶的过程。
一般来说,饱和脂肪酸的含量越高,棕榈油的结晶速度也会越快。
此外,添加剂如乳化剂、结晶助剂等也可以影响棕榈油的等温结晶。
三、棕榈油等温结晶动力学的研究为了更好地理解棕榈油等温结晶的过程,科学家们对其进行了深入的研究。
其中,棕榈油等温结晶动力学的研究就是其中的一个重要方向。
棕榈油等温结晶动力学研究的主要目的是探究棕榈油等温结晶的速率和机理。
在这方面,研究人员采用了多种技术手段,如差示扫描量热法(DSC)、同步辐射小角散射(SAXS)、激光光散射等。
这些技术可以帮助研究人员更直观地观察棕榈油等温结晶的过程,并对其动力学参数进行分析和计算。
通过这些研究,科学家们发现,棕榈油等温结晶的速率和机理与温度、脂肪酸组成等因素密切相关。
此外,研究人员还发现,添加一些结晶助剂可以有效地促进棕榈油的等温结晶。
四、棕榈油等温结晶的应用棕榈油等温结晶的研究不仅可以帮助我们更好地理解棕榈油的生产过程,还可以为其应用提供一定的指导。
棕榈壳生物质燃料分析

棕榈壳生物质燃料一、背景能源是现代经济社会发展的基础和重要制约因素,随着各国经济和人口的增长,近年来世界能源需求量不断攀升,据英国石油公司(BP)发布的2012年般的《BP2030世界能源展望》显示,全球能源需求量到2030年预计增长39%,每年增长1.6%。
展望未来,石油、天然气、煤炭等传统石化燃料,由于其不可在生长性,燃烧过程中的二氧化碳对环境的破坏性、以及价格的不断升高,在能源使用中,其份额会逐步下降核能、水能、风能和太阳能等不可再生能源的份额则会提高,逐步形成多元化能源结构。
随着社会的进步和发展,人们的节能意识和环保意识的日益增强,国际社会对节能减排的要求标准越来越高,因而对清洁能源的开发利用也逐步走上台面,而生物质能源因其廉价和可再生性而受到各国广泛的关注。
生物质燃料问题已成为世界各国可持续发展战略的重要组成部分,可以为政府提供多赢的能源解决方案---首先低廉的价格降低能源使用成本,碳排放量减少兑现对京都议定书的承诺:同时亦降低了对遥远的、政局不稳甚至是危险国原油的依赖程度,有利于能源安全。
当前中国经济快速增长,对能源的需求量也急剧增长,2011年中国的原油净进口量已经达到2.64亿吨。
大力发展生物质燃料有助于缓解石油资源短缺和需求不断增长的矛盾。
降低对能源的进口依赖,保障国家能源安全。
二、项目简介本项目的目标物“棕榈废料生物质燃料”,是一种以棕榈废料为原材料,通过破碎,压榨、烘干、揉丝、挤压等技术手段,制成成型的生物质燃料。
其生产流程如下:1、棕榈油厂收集脱油后的果柄下脚料2、输送到挤压机(挤出水分和果柄剩余油分)3、输送到破碎机破碎4、输入烘干线5、烘干后到输送到揉丝机进行二次粉碎6、挤压机挤压成型7、输送到包装车间8、输送人成品仓库9、送至码头装集装箱项目计划通过中国—甘达(厦门)投资有限公司与马来西亚—FELDA公司实现中马国际合作。
由中方提供整套生产设备以及技术支持,马方提供场地、原材料、劳动力、水电等生产所需的资源,在马来西亚实现棕榈壳生物质燃料的生产制作。
生物质热解实验及动力学研究的开题报告

生物质热解实验及动力学研究的开题报告一、研究背景随着化石能源的日益短缺以及环境问题日益严重,寻找新的清洁能源已经成为当前社会的一项重要任务。
生物质是一种可再生、可持续利用的资源,其热解可以得到大量的生物质热解油,具有很高的经济价值和广阔的应用前景。
二、研究内容本研究将以木屑、秸秆等生物质为原料,通过热解技术制备生物质热解油。
主要研究内容:1.热解工艺条件的优化。
通过单因素实验和正交实验确定最佳的热解工艺条件,考察热解温度、热解时间、料层厚度等因素对生物质热解油产率和质量的影响。
2.生物质热解油的组分分析。
采用GC-MS等技术分析生物质热解油的组分,并探讨其化学性质和应用前景。
3.生物质热解动力学研究。
通过研究不同温度下生物质热解反应速率和反应动力学参数,建立生物质热解反应动力学模型,为工业生产提供理论依据。
三、研究方法本研究采用多种方法进行实验和分析:1.热重分析法研究生物质的热解特性;2.通过单因素实验和正交实验确定最佳的热解工艺条件;3.采用GC-MS等技术分析生物质热解油的组分;4.建立生物质热解反应动力学模型。
四、预期成果本研究预期得到以下成果:1.优化的生物质热解工艺条件和高产的生物质热解油,为生物质热解工业化生产提供技术支持和理论依据;2.生物质热解油的组分分析结果和其化学性质研究,为生物质热解油的应用提供基础数据;3.建立的生物质热解反应动力学模型可为工业生产提供理论依据。
五、研究意义本研究将探索生物质热解工艺条件的优化以及生物质热解油的组分分析和化学性质研究,完成了生物质热解反应动力学模型的建立,具有一定的理论和实践意义,对于推广生物质热解技术和开发生物质热解油产业具有重要意义。
油棕废弃物热解的TG-FTIR分析

生物质样品的化学组成和结构有关 。 O 和有机混合物 的析 出与生物质 的热解失重 曲线 ( T 有着相似 的特 性 , 引起 油棕 C: D G) 是 废弃物热解失重的主要原 因。 关键词 : 油棕废弃物 : 热解 ; 力学 计算 ; G F I 动 T —TR
中图分类号 :s 1 26 文献标识码 :A
ma h s s saee sl o b e o o e .T e weg tls a g i fo 2 0℃ t 0 ℃ a lw h aig t e ewa t r ai t e d c mp sd h ih o srn s r m 2 t e y o4 0 ts e t o n
文 章 编 号 : 2 32 0 ( 06 0 -3 90 0 5 -49 2 0 )30 0 -6
油棕 废 弃 物热 解 的 T .TR分 析 G FI
杨海平 陈汉平 晏 蓉 张世红 郑楚光 , , , ,
( . 中科技 大学 煤燃烧 国家重点实验室 , 1华 湖北 武汉 40 7 ; ,南洋理工大学 环境科学工程研究院 , 30 4 2 新加坡 6 7 2 ) 3 7 3
棕榈壳酶解-温和酸解木质素的结构及热解特性研究

棕榈壳酶解-温和酸解木质素的结构及热解特性研究常国璋;谢建军;杨会凯;黄艳琴;阴秀丽;吴创之【摘要】采用酶解/温和酸解法提取了棕榈壳和麦秆的木质素(EMALs),利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、裂解器-气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)和热重-红外联用(TG-FTIR)技术,对两种EMALs的化学结构和热解特性进行了对比研究,并采用Ozawa-Flynn-Wall方法计算了其热解反应的活化能.结果表明,棕榈壳EMAL和麦秆EMAL均为HGS型木质素.500℃下,两种EMALs的热解产物主要包括酚类、酸类和少量的醇类、醛酮类等化合物;棕榈壳EMAL热解酚类产物中H、G、S型单体酚类的比例分别为47.61%、25.64%和17.18%,而麦秆EMAL分别为23.66%、51.90%和15.50%.在热解反应主失重区(200-380℃),棕榈壳EMAL的主失重速率(50.80%/min)低于麦秆EMAL(78.63%/min);但棕榈壳EMAL热解同时存在肩状失重峰(265℃,27.40%/min),这与其较多H结构产物的释放相关.H型结构产物释放的放热效应降低了棕榈壳EMAL热解初期的活化能(20%,127.92 kJ/mol),同时使其热解过程(20%-80%)的平均活化能(152.32 kJ/mol)低于麦秆EMAL(161.75 kJ/mol).【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2016(044)010【总页数】10页(P1185-1194)【关键词】棕榈壳;木质素;化学结构;热解;活化能【作者】常国璋;谢建军;杨会凯;黄艳琴;阴秀丽;吴创之【作者单位】中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;中国科学院大学,北京100049;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;中国科技大学化学与材料科学学院,安徽合肥230026;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TK6木质素是生物质主要组分之一。
棕榈壳介绍

货物名称:生物质环保清洁燃料----棕榈仁壳实物图片:棕榈壳是棕榈油提练过程中会先从果肉中抽取果核,然后将果核的外壳削去,切削去的部分便是棕榈壳(英文名:PalmKernelShell(PKS))。
它的特点是在燃烧时所产生的热值在4300-4800大卡/KG,比一般的木屑,稻梗,秸梗等生物颗粒燃料热值较高,比煤炭燃烧充分,灰分比煤炭低,能减低碳排放量。
棕榈壳燃料硫磷含量低,燃烧时基本不产生二氧化硫和五氧化二磷,其独有的化学特性可减低温室气体排放。
棕榈壳本身价值不高,长期以来一直被遗弃,2005年马来西亚一水泥制造厂利用棕榈壳作为生物燃料,与煤混合燃烧产生热能。
时到今天很多欧洲国家包括英国、荷兰及意大利等地的制造厂开始尝试以棕榈壳混合煤一同燃烧提供能源,以舒缓不断上涨的燃料成本及成本减少炭排放量。
目前主要用于电厂、水泥厂、印染厂、食品厂、电镀厂等作为燃料,是一种节能环保燃料。
以人类可持续发展的角度,着眼于改善人类生存和发展环境需求,积极应对国际资源紧缺、能源供需矛盾、全球气候变暖和环境恶化等挑战,积极响应党和国家为加快能源结构调整,促进节能减排,建设美丽中国的伟大号召,以发展非化石能源为长期目标,可再生生物质能源棕榈壳大力迎合了当今世界环境可持续发展的大趋势。
棕榈壳的特点与优势:(1)、棕榈壳属于植物源可再生能源,通过植物的光合作用可以再生,与风能,太阳能等同属可再生能源,作为东南亚传统油料作物,棕榈树的生长周期短,回收快,循环快,是一种长期可靠而且稳定的可再生生物燃料,可保证能源的永续利用!(2)、棕榈壳的硫含量、氮含量低,在燃烧过程中生成的SOx(硫氧化合物)、NOx(氮氧化合物)较少,棕榈壳做为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳排放近似于零,可有效的减低温室效应,棕榈壳与传统的煤炭、重油相比,在烟尘、二氧化硫、氮氧化物和烟气黑度四个指标上,都明显优于国家有关标准,这就注定了它要比传统化石类燃料在环保方面的先天优势。
3种农林生物质的热解及动力学研究

可再生能源Renewable Energy Resources第28卷第6期2010年12月Vol.28No.6Dec.2010引言生物质是一种可再生能源,种类繁多,数量丰富。
作为化石能源的替代品,生物质能具有清洁、环境友好的明显优势。
目前,生物质的能源转化方法有两种:一种是生物法,另一种是热化学法[1]。
其中,生物质的热化学转化方法包括气化、热解、超收稿日期:2010-03-17。
基金项目:国家自然科学基金重大研究计划(90610014);北京市重点学科资助项目(XK102900477)。
作者简介:李晓翔(1983-),男,汉族,硕士研究生,从事固废资源化利用和生物质能源方面的研究。
E-mail :Lxx5052002@ 通讯作者:舒新前(1963-),男,汉族,教授,博士生导师,从事固体废弃物资源化利用和洁净煤技术的研究。
E-mail :shuxinqian@3种农林生物质的热解及动力学研究李晓翔,舒新前,李刚,张蕾,张磊,张立欣,张越,贾一曼(中国矿业大学清洁能源与环境工程研究所,北京100083)摘要:以桉树叶、甘蔗叶和桑树杆3种农林生物质为原料,利用热重分析仪进行热分析研究。
通过对TG 和DTA 曲线的对比,探讨了生物质的热解过程;采用Coats-Redfern 积分法进行动力学分析,确定了反应级数,得到了3种原料在不同温度下的活化能。
结果表明:生物质的热解可分为干燥、预热、热分解氧化和碳化还原4个阶段,其中在300~400℃时热解反应最为剧烈;利用n =2,3级动力学模型,均能较好地表述生物质热解过程;3种生物质低温段的热解活化能要高于高温段的活化能,就整个热解过程看,E 甘蔗叶>E 桑树杆>E 桉树叶。
关键词:生物质;热解;热重分析;动力学中图分类号:TK6;S216.2文献标志码:A文章编号:1671-5292(2010)06-0063-04Study on the pyrolysis and kinetics of three agro-forestry biomassLI Xiao -xiang ,SHU Xin -qian ,LI Gang ,ZHANG Lei ,ZHANG Lei ,ZHANG Li -xin ,ZHANG Yue ,JIA Yi-man(Clean Energy and Environmental Engineering Institute of CUMTB ,Beijing 100083,China )Abstract:The thermal analysis were carried out on TGA,in which,three kinds of agriculture and forestry biomass of eucalyptus leaves,sugar cane leaves and mulberry bar were chosen as raw materials.By contrasting the TG and DTA curves,the pyrolysis process of biomass was dis -cussed.The activation energy of biomass pyrolysis under different temperatures was obtained and the reaction order of biomass pyrolysis were determined by dynamic analysis based on Coats -Redfern integral method.The results showed that:The thermal decomposition process can be di -vided into four stages,including drying,preheating,thermal decomposition and carbonization.Es -pecially,the thermal decomposition in the temperature range of 300~400℃was the most violent,the raw material was decomposed rapidly and a large amount of heat was released.The dynamic model while n =2,3could effectively describe the thermal decomposition of the biomasses.The ac -tivation energy of thermal decomposition reaction of three kinds of biomass during the low tem -perature stage is higher than that of the high temperature stage,that is Es >Em >Ee .Keywords:biomass;pyrolysis;thermogravimetric analysis;kinetics可再生能源2010,28(6)临界液体萃取及直接液化[2]。
棕榈蜡的组成和热分解特性分析

棕榈蜡的组成和热分解特性分析李桂华,杨颖,聂留俊,王向云(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450001)摘要:实验分析测定了棕榈蜡的基本理化指标、官能团组成和热分解特性等。
采用气质联用色谱测定了棕榈蜡的结构组成,结果表明:棕榈蜡中可能含有22 C的蜡和24 C的醇,具体的成分结构还不能确定,还需要进一步研究;用傅立叶红外光谱仪测定棕榈蜡官能团知:棕榈蜡中主要含有C-O、C=O、-OH、-CH3和-CH2等官能团;采用差示扫描量热仪(DSC)测定棕榈蜡的相变温度,熔化温度和最终分解温度知:棕榈蜡的熔化温度为25 ℃~80 ℃、分解温度为80 ℃~375 ℃;根据TG/DSC分析棕榈蜡的热稳定性结果表明:棕榈蜡在150 ℃以下具有良好的热稳定性,150 ℃~300 ℃有68.75%的组分分解气化,剩余31.25%的组分在300 ℃~425 ℃完全分解气化;由DTA分析知,棕榈蜡在258.57 ℃时分解速率最大,332.92 ℃时次之,450 ℃以后,完全分解气化。
关键词:棕榈蜡;质谱分析;红外光谱分析;热分解特性分析文章篇号:1673-9078(2013)12-2855-2859Characteristic Analysis of the Composition and Thermal Decomposition ofPalm WaxLI Gui-hua, YANG Ying, NIE Liu-jun, W ANG Xiang-yu(College of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China) Abstract: The basic physicochemical properties, functional group compositions and thermal decomposition characteristics of palm wax were analyzed. GC-MS was used to detect the structural composition of palm wax. The results showed that only 22C of wax and 24C of alcohols in palm wax were detected, and further research was needed to make out structures of the particular constituents. FT-IR analysis showed that the main functional groups of palm wax were C-O, C=O, -OH, -CH3 and -CH2. The melting temperature and the final decomposition temperature of palm wax were 25~80 ℃and 80~375 ℃, respectively, which was determined by the differential scanning calorimetry (DSC). Using TG/DSC analyzer test, the thermal stability was analyzed. It was found that the wax had good thermal stability under 150 ℃. During 150~300 ℃ the wax decomposed rapidly with 68.75% components being decomposed. During 300~425 ℃, the remaining 31.25% parts were decomposed completely. DTA diagram showed that the decomposition rate of palm wax reached the maximum at 258.57 ℃, followed with that at 332.92 ℃ and completely decomposed after 450 ℃.Key words: palm wax; mass spectrometric analysis; infrared analysis; thermal decomposition characteristics棕榈蜡是从棕榈树叶上提取的天然植物蜡,主要是由酸和羟基酸的酯组成的复杂混合物,部分是脂肪酸酯、羟基脂肪酸酯、p-甲氧基肉桂酸酯、p-羟基肉桂酸二酯,其脂肪链长度不一,以C26和C32醇最为常见。
油棕废弃物热解特性及产物分析

油棕废弃物热解特性及产物分析导言油棕树(Elaeis guineensis Jacq)是重要的经济作物之一,广泛分布于热带地区,是全球最主要的植物油源之一。
油棕果实的油份占据果实重量的30-35%左右,当果实成熟时,可经过化学和机械加工,提取出高品质植物油。
虽然油棕的农业产值巨大,但是从这个产业带来的废弃物处理问题也是相当严重的。
由于缺少有效的处理方式,在许多地方,油棕废弃物已经成为了环境污染和健康风险源。
油棕废弃物主要包括棕壳、棕榈油污泥、棕榈果壳和棕榈叶等。
其中,棕壳和棕榈果壳占据了最大的比例。
这两种废弃物可以作为能源源,被用于热解和燃烧等多种能源转化方式。
本文将描述油棕废弃物的热解特性及产物分析,以期为处理和利用油棕废弃物提供参考。
热解特性1. 热解过程热解技术是一种通过加热来降解有机物质的化学反应。
对于油棕废弃物而言,热解也是一种方式可以转化为能源的途径。
油棕废弃物的热解是指在缺氧或低氧的条件下加热到一定温度,从而使废弃物发生热解反应,最终产生固体、液体和气体等多种产物。
2. 热解条件热解过程的温度、时间和气氛等条件是影响热解产物性质的关键因素。
对于油棕废弃物而言,热解温度和时间是制约产物品质和产量的主要因素。
通常情况下,当热解温度越高时,热解反应速率也越快,同时生产的气体产物体积也越大。
另外,热解时间也会对产物的种类和数量产生重要影响。
3. 热解产物油棕废弃物经过热解后,可以得到三种主要的产物:气相产物、液相产物和固相产物。
其中,气相产物通常占据了热解产物的主要部分,其成分包括一氧化碳、二氧化碳、一氧化氢、甲烷、乙烷和乙烯等。
这些气体可以通过合适的技术设备进行处理,转化为各种高效能源的一种。
液相产物和固相产物占据了热解反应的次要部分,其中液相产物通常是一种难以处理的物质,需要进一步处理才能充分利用。
固相产物则通常用于制造肥料和炭等农业产品。
产物分析1. 气相产物分析气相产物是油棕废弃物热解的最主要产物之一。
棕榈壳生物质燃料分析

棕榈壳生物质燃料分析棕榈壳是一种常见的生物质燃料,它的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
纤维素是由葡萄糖分子通过β-1,4-葡萄糖苷键连接而成的聚合物,半纤维素是一种多糖,木质素则是有机化合物的混合物,主要包含芳香族和杂环烃。
棕榈壳作为一种生物质燃料的主要优势在于它的可再生性和低碳排放特性。
生物质燃料的燃烧过程会产生二氧化碳和水蒸气,但这些气体采取的是植物通过光合作用吸收的二氧化碳,因此整个过程是一个封闭的循环,对全球温室气体排放的负面影响相对较小。
同时,与化石燃料相比,棕榈壳燃料的燃烧过程中产生的二氧化硫和氮氧化物等有害气体排放量也较低。
棕榈壳作为生物质燃料具有较高的热值,一般在16-18MJ/kg之间。
热值是燃料单位质量所释放的能量,高热值意味着每单位质量的燃料可以释放出更多的能量。
棕榈壳通过干燥和压缩处理可以进一步提高热值。
棕榈壳的燃烧特性与其他生物质燃料相似。
它的燃烧过程分为三个阶段:干燥阶段、热解和炭化阶段、以及燃烧阶段。
在干燥阶段,棕榈壳中的水分被蒸发,燃烧温度开始升高。
在热解和炭化阶段,纤维素和半纤维素开始分解生成一些有机化合物和气体,随着温度的升高,这些有机化合物进一步分解生成炭,同时释放出一些有害气体,如一氧化碳和二氧化碳。
在燃烧阶段,炭开始燃烧生成热量,同时继续释放二氧化碳和一氧化碳等气体。
棕榈壳燃料的灰分含量较高,一般在4-10%之间。
灰分是燃料燃烧后残留的无机物质,它的存在会对燃料的燃烧性能和燃烧设备的运行产生一定的影响。
高灰分含量的燃料容易堵塞燃烧设备,产生灰渣,降低能效。
因此,在使用棕榈壳燃料时需要进行灰分的处理和控制。
总之,棕榈壳作为一种生物质燃料具有可再生性和低碳排放的优势,同时也存在热值高、灰分含量高等特点。
在使用时需要注意燃烧过程中产生的有害气体的控制和灰分的处理。
棕榈壳生物质燃料分析

棕榈壳生物质燃料分析
摘要
棕榈壳生物质燃料(PFB)是一种以椰子和棕榈果壳为原料,经过热
处理、剥离和添加提炼剂等步骤制成的新型可再生碳氢化合物能源。
以棕
榈壳的渣碱提取、油脂提取和纤维剥离等为基础的研究,表明PFB具有高
收率、高热值和低水分的优势。
本文介绍了PFB的机理、制备方法、性能
指标及应用研究现状。
首先讨论了PFB的机理,主要包括脱落酸效应、温
度效应、催化剂效应和高体积分数成分组成等因素。
其次,介绍了PFB的
制备方法,可分为湿法和干法,它们的主要差别在于湿法的加热温度较低,PFB有更低的水分,而干法的加热温度快更高。
最后,分析了PFB的性能
指标,包括热值、水分、灰分、氮含量、含油量等,并研究了棕榈壳生物
质燃料在火力发电、热泵、锅炉和船用柴油发动机等领域的应用。
关键词:棕榈壳生物质燃料;机理;制备方法;性能指标;应用
Palm Fruid Biomass Fuel Analysis
Abstract。
棕榈壳气化的热重分析及动力学研究

棕榈壳气化的热重分析及动力学研究
张腊;张彬;董光华;王文举
【期刊名称】《天然气化工》
【年(卷),期】2017(042)002
【摘要】利用热重分析仪对棕榈壳气化过程特性进行了实验研究.结果表明,在不同升温速率下,棕榈壳的气化可分为棕榈壳内水分析出、棕榈壳内有机物分解、棕榈壳的炭化和棕榈壳焦气化4个阶段.棕榈壳气化过程的主要失重发生在有机物分解和棕榈壳焦气化两个阶段.采用Flynn-Wall-Ozawa法计算反应过程的活化能,发现棕榈壳气化过程中活化能单调增加.通过实验数据与标准机理模型的对比,推断棕榈壳气化过程最概然机理为三维模型.
【总页数】5页(P54-57,69)
【作者】张腊;张彬;董光华;王文举
【作者单位】晋中职业技术学院,山西榆次030600;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;山西能源学院,山西榆次030600;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;晋中职业技术学院,山西榆次030600
【正文语种】中文
【中图分类】TK6;TQ013.2;TQ352.9
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农业废弃物高温液态水水解动力学

2008 年10月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2008收稿日期:2008−05−09,修回日期:2008−07−01基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:50776093)作者简介:徐明忠(1983−),男,福建省莆田市人,硕士研究生,环境工程专业;袁振宏,通讯联系人,E-mail: yuanzh@.农业废弃物高温液态水水解动力学徐明忠1,2, 庄新姝1, 袁振宏1, 孙永明1, 许敬亮1, 李连华1(1. 中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东 广州 510640;2. 中国科学院研究生院,北京 100049)摘 要:以木聚糖、稻秆和棕榈壳为原料,采用间歇水解实验台,在压力4.0 MPa 、液固质量比20:1、搅拌转速500 r/min 的条件下,在温度160∼220℃、时间0∼60 min 范围内进行了水解动力学研究,经数据拟合得到水解反应动力学参数. 研究表明,3种原料的水解行为大致遵循一级连续反应动力学模型,温度和时间是影响水解效果的主要因素. 木聚糖水解反应活化能约为65.58 kJ/mol ,糖降解活化能达147.21 kJ/mol ,故水解产物中的还原糖能不断累积. 稻杆和棕榈壳组分相对复杂,水解活化能分别为68.76和95.19 kJ/mol ,均高于相应的糖降解活化能(47.08和79.74 kJ/mol),在水解过程中必须严格控制反应时间,减少糖的降解. 关键词:农业废弃物;高温液态水;动力学;水解中图分类号:TK6 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2008)05−0941−041 前 言随着世界各国燃料乙醇产量扩大带来的粮食价格上涨[1],木质纤维素类生物质以原料来源广泛、价格低廉等优点成为研究重点[2,3],其中包括农业废弃物如秸秆等. 通过不同方式的水解,其主要成分半纤维素和纤维素能逐渐降低聚合度,生成低聚糖和单糖,其中半纤维素的水解比纤维素稳定且反应速度更快[4],因此大部分木质纤维素原料酶水解的工艺都包含预处理,使半纤维素水解为还原糖,以利于纤维素酶水解反应[5]. 高温液态水[6](Hot liquid water)利用高温高压条件(160∼240℃, 1∼5 MPa)保持水处于液态,使生物质的半纤维素水解为低聚木糖和木糖,实现预处理目的. 然而,木质纤维素类生物质结构稳定、化学性质复杂,不同种类和不同地区的生物质结构有较大差异,表现出不同的反应行为[7],有必要对具体的生物质原料和具体的工艺进行专门的动力学研究. 目前关于高温液态水预处理不同种类生物质的对比研究,特别是对半纤维素模化物水解机理的研究较少. 半纤维素成分复杂[8],要选择一种能精确模拟各种原料半纤维素的模化物几乎是不可能的. 从实验可知,半纤维素水解产物中主要成分是木糖[9],故本工作采用木聚糖作为半纤维素的模化物,同时选取稻秆和棕榈壳为禾草类典型原料和木质类典型原料,研究了在160∼220℃液态水条件下的水解动力学模型,并比较其与模化物的异同,为高温液态水工艺的放大打下基础.2 实 验2.1 实验原料木聚糖购自Sigma 公司,从榉木中提取,D-木聚糖含量大于99%. 稻秆来自广州,棕榈壳来自泰国. 稻秆和棕榈壳原料经洗涤烘干、粉碎、筛分,取20∼60目(250∼ 830 µm)的颗粒,在105℃条件下经过4 h 烘干至恒重备用. 主要组分采用范氏分析法分析[10],结果见表1.表1 范氏分析法测得木聚糖、稻秆和棕榈壳的成分Table 1 Component analysis of xylan, palm shell andrice straw by Van Soest method (%, ω)Material Cellulose Hemicellulose LigninAshXylan − 99.99 − − Palm shell 45.42 21.74 17.64 0.84 Rice straw37.08 30.48 14.187.742.2 实验装置实验装置如图1所示,由主体反应器、进料系统及出料系统组成. 进料系统包括进气路和进液路,进气路采用氮气为釜内加压,进液路由水罐、高压计量泵组成. 主体反应器以316L 不锈钢为材料,最高承受10 MPa 的压力及300℃的温度,内釜体积1 L. 设置搅拌装置及控温热电偶,搅拌转速和热电偶通过外部的控制台进行控制. 出料系统由冷却管及控制阀组成.1. Nitrogen2. Pressure controller3. Water tank4. Meter pump5. Mixer6. Thermocouple7. Autoclave8. Cooling pipe9. Controller图1 实验装置示意图Fig.1 Schematic diagram of experimental device实验步骤为:将一定质量的原料置于釜中,加入蒸馏水,原料与蒸馏水的质量比为20:1. 密闭釜盖,开始加热. 当温度达到设定温度时开启搅拌,同时开始计时,在0∼60 min 内每隔5 min 取样分析,每次取样量为2 mL. 液体产物采用3,5-二硝基水杨酸法分析其还原糖浓度.3 模型构建本工作分别在160, 180, 200及220℃条件下对木聚糖、稻秆和棕榈壳的水解行为进行研究,其他工况条件根据先前实验研究确定为压力4.0 MPa ,转速500 r/min ,液固质量比20:1. 3.1 动力学模型的推导通过实验及前人研究[11]发现,木质纤维素类生物质在高温液态水条件下主要发生如下反应:半纤维素→低聚糖→单糖→降解产物.本实验受条件限制,未对产物中的低聚糖和单糖进行定量,测得的还原糖浓度为低聚糖和单糖的总浓度,故本工作采取如下模型:以C H , C S , C D 分别代表半纤维素、产物还原糖及降解产物的浓度(g/L),C H0为半纤维素的初始浓度(g/L),建立一级连串均相反应模型:H 1H d ,d =−C k C t S 1H 2S d ,d =-C k C k C tD2S d d C k C t -=. 根据质量守恒定律:0H S D H ,++=C C C CH10d d ,d =∫∫Ht H C k t t0H 1H ln ,=-C k t C 所以,10H H e -=,k tC C 代入得S 1H 2S d d =-,C k C k C t解得 021H 1S 121e e .--=+-k t k t C k C C k k由边界条件t =0,C S =0得()0121H S 21ee ,--=--k tk t k C C k k则还原糖转化率(Y S )与反应时间(t )的关系为()120S 1S H 21e e .--==--k t k t C kY C k k (1) 3.2 木聚糖水解动力学参数的确定将木聚糖的实验数据代入式(1),经过曲线拟合求解得各温度下的反应速率常数k 1和k 2,见表2,其中R 2为拟合的相关系数.表2 木聚糖在不同温度下高温液态水解的k 1,k 2值Table 2 Values of k 1 and k 2 under different temperaturesof xylan hot liquid water hydrolysisTemperature ()℃k 1 (h −1) k 2 (h −1) R 2160 1.08 0.21 0.9338 180 2.21 1.33 0.9661 200 5.53 6.61 0.9810 220 10.88 31.14 0.9623由阿累尼乌斯方程k i =k i 0e [−E a i /(RT )],式中,k i 0为指前因子(h −1),E a i 为反应活化能(kJ/mol),R 为气体常数[8.314 kJ/(mol ⋅k)],T 为反应温度(K). 两边取对数,有ln k i = −E a i /(RT )+ln k i 0. 利用最小二乘法线性回归(图2),求得频率因子k i 0和反应活化能E a i ,见表3.图2 木聚糖水解ln k 与T −1关系Fig.2 Relationship between ln k and T −1 of xylan hydrolysis 表3 木聚糖水解模型的指前因子及反应活化能 Table 3 The pre-exponential factors and activation energyof xylan hydrolysis modelPre-exponential factor (h −1) Activation energy (kJ/mol) k 10 k 20 E a1 E a22.46×10 1.22×10 65.58 147.21将表3的数据代入阿累尼乌斯方程中,得365.581081 2.4610e,-=××RTk 3147.21101721.2210e.-=××RTk将k 1, k 2代入式(1),得到还原糖转化率与反应时间的关系式,绘制出曲线,与实验得到的数据对照见图3,可见该模型能较好地模拟实验结果.由表3可看出,本实验条件下木聚糖水解的活化能小于还原糖降解活化能,反映在水解行为上,低温条件下(160及180℃)木聚糖水解生成还原糖的速率k 1高于还原糖降解速率k 2,故图3中随着反应的进行,还原糖在水解产物中不断聚集,还原糖收率较高,峰值出现的时间较晚;随着温度升高到200及220℃,k 1和k 2均明显提高,而k 2提升幅度更大,超过k 1,故水解生成的还原糖很快发生降解,这与图3中在200及220℃条件下还原糖收率降低、峰值出现时间缩短的趋势大致相同.半纤维素还原糖(S)(D).k 1k 2-2-101234l n kT −1(×10−3K −1)第5期 徐明忠等:农业废弃物高温液态水水解动力学 943图3 木聚糖实验值与计算值对照Fig.3 Comparison of experimental data and calculationdata of xylan hydrolysis3.3 稻秆和棕榈壳动力学参数的确定将稻秆和棕榈壳的实验数据代入式(1),经曲线拟合计算得到反应速率常数k 1和k 2,见表4.表4 稻秆和棕榈壳在不同温度下高温液态水解的k 1和k 2值Table 4 Values of k 1 and k 2 under different temperatures by hotliquid water hydrolysis of rice straw and palm shellRice straw Palm shell Temperaturek 1 (h −1)k 2 (h −1) R 2 k 1(h −1) k 2 (h −1)R 2 160 1.30 2.61 0.9223 1.96 0.65 0.9556180 2.89 4.59 0.9366 4.21 1.48 0.9776200 4.87 6.88 0.9790 9.92 3.53 0.9324220 16.9810.420.9423 23.86 9.35 0.9477同理通过阿累尼乌斯方程,可计算得稻秆和棕榈壳水解模型的指前因子和反应活化能,见表5,相关性见图4. 图5给出了稻秆和棕榈壳原料高温液态水解实验数据与模型计算值的对比.表5 稻秆和棕榈壳水解模型的指前因子及反应活化能 Table 5 The pre-exponential factors and activation energy ofhydrolysis model of rice straw and palm shellPre-exponential factor (h −1) Active energy (kJ/mol)Material k 10 k 20 E a1 E a2Rice straw 2.41×109 6.43×10568.76 47.08 Palm shell3.20×1011 2.00×109 95.19 79.74图4 稻秆和棕榈壳水解ln k 与T −1的关系Fig.4 Relationship between ln k and T −1 of rice straw and palm shell hydrolysis图5 稻秆和棕榈壳水解糖收率实验值与计算值的对照Fig.5 Comparison on sugar yields of rice straw and palm shell hydrolysis by experiment and calculation3.4 对比分析与探讨由表3∼5及图3和5分析可见,反应温度与时间是影响木质纤维类生物质水解效果的主要因素,3种原料的水解动力学行为有较大差异,主要是由于3种原料的组分和结构的差异. 由表1可知,木聚糖是木糖的单一聚合物,稻秆和棕榈壳则主要是由半纤维素、纤维素和1020304050600.00.10.20.30.40.50.6S u g a r y ie l d , Y STime (min)2.002.052.102.152.202.25 2.30 2.350.00.51.01.52.02.5l n kT −1(×10−3K −1)2.002.05 2.10 2.15 2.20 2.25 2.30 2.35-10123l n kT −1 (×10−3 K −1)01020304050600.000.050.100.150.200.250.300.350.40S u g a r y i e l d , Y STime (min)01020304050600.00.10.20.30.40.50.60.7S u g a r y i e l d , Y STime (min)944 过程工程学报第8卷木质素构成的高聚物,其中稻秆的半纤维素含量比棕榈壳高9.74%,而纤维素含量低8.34%. 稻秆的半纤维素主要成分是聚木糖(呋喃糖苷)[8],而棕榈壳除木糖苷之外还有半乳糖、葡萄糖和甘露糖等六碳糖苷(吡喃糖苷),呋喃糖苷的水解速率比吡喃糖苷约快2个数量级[12]. 另外,稻秆半纤维素结构上无4-O-甲基葡萄糖醛酸基(棕榈壳中含量较高)[13],在水解过程中此基团会脱落,与原料水解产生的有机酸(主要是乙酸)发生反应,生成一种无法离解的弱酸,损耗水解液中氢离子的催化活性[14]. 从灰分上分析,稻秆的灰分主要是对酸较稳定的SiO2[15],含量远高于棕榈壳,而棕榈壳主要是CaO, K2O, Na2O等碱性氧化物,可降低水解液的酸性,增加反应的难度,所以稻杆半纤维素的水解性能比棕榈壳好,还原糖降解也较严重,体现在动力学上,稻秆半纤维素水解的活化能为68.76 kJ/mol,低于棕榈壳的95.19 kJ/mol;还原糖降解的47.08 kJ/mol,低于棕榈壳的79.74 kJ/mol.木聚糖是木糖的单一聚合物,其水解速率主要取决于扩散速率,受原料结构和成分的影响较小,而水解过程中几乎不产生有机酸(不含乙酰基),故产物中的还原糖较稳定,其水解过程中糖降解的活化能高于木聚糖水解活化能,所以低温条件下还原糖积累,高温条件下还原糖迅速降解.4 结 论(1) 在以高温液态水为水解媒介的木质纤维素类生物质水解中,半纤维素的水解行为遵循一级连串反应动力学模型,温度及时间是影响水解产物中还原糖收率的主要因素.(2) 3种原料的半纤维素水解活化能和还原糖降解活化能分别为:木聚糖65.58和147.21 kJ/mol,稻杆68.76 和47.08 kJ/mol,棕榈壳95.19和79.74 kJ/mol.(3) 3种不同类型的生物质原料的高温液态水水解动力学参数差异较大,主要原因是3种原料的组分和结构不同. 木聚糖成分单一、结构简单,而稻秆和棕榈壳各组分含量和成分上的差异导致不同的水解行为.参考文献:[1] Braun J. 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Diluted-acid Hydrolysis of Lignocellulosic Biomass [J].Adv. Biochem. Eng./Biotechnol., 1999, 65: 93−115.[8] 杨淑蕙. 植物纤维化学 [M]. 北京:轻工业出版社, 2000. 163−208.[9] Garrote G, Falque E, Domingue H. Autohydrolysis of AgricultureResidues: Study of Reaction Byproduct [J]. Bioresour. Technol., 2007, 98: 1951−1957.[10] 张丽英. 饲料分析及饲料质量检测技术,第2版 [M]. 北京:中国农业大学出版社, 2003. 66−70.[11] Garrote G, Dominguez H, Parajo J. Kinetic Modeling of CorncobAutohydrolysis [J]. Process Biochem., 2001, 36: 571−578.[12] 贺近恪,李启基. 林业化学工业全书,第2卷 [M]. 北京:中国林业出版社, 1997. 796−798.[13] Garrote G, Dominguez H, Parajo J. Interpretation of Deacetylationand Hemicellulose Hydrolysis during Hydrothermal Treatment on the Basis of Severity Factor [J]. Process Biochem., 2002, 37: 1067−1073.[14] Harris J, Minor J, Springer E. Two-stage, Dilute Sulfuric AcidHydrolysis of Wood: An Investigation of Fundamentals [EB/OL]./documnts/fplgtr/ fplgtr45.pdf, 2006−12−07. [15] 陈洪章. 秸秆资源生态高值化理论与应用 [M]. 北京:化学工业出版社, 2006. 34−35.Hydrolysis Kinetics of Agricultural Residues with Hot Liquid Water XU Ming-zhong1,2, ZHUANG Xin-shu1, YUAN Zhen-hong1, SUN Yong-ming1, XU Jing-liang1, LI Lian-hua1(1. Key Lab. Renewable Energy and Gas Hydrate, Guangzhou Inst. Energy Conversion, CAS, Guangzhou, Guangdong 510640, China;2. Graduate University of Chinese Academic of Sciences, Beijing 100049, China)Abstract: Based on a self-designed batch reactor, xylan, rice straw and palm shell were pretreated by hot liquid water for hydrolysis kinetic study under 160∼220℃, 4.0 MPa, 0∼60 min, mass ratio of liquid to solid 20:1 and rotation speed of 500 r/min. All experimental data were fitted to the curves, and the kinetic parameters calculated. The results indicated that the hydrolysis obeyed a first-order sequential model. The temperature and time were the main influential factors. For xylan hydrolysis, the activation energy is 65.58 kJ/mol for hemicellulose hydrolysis and 147.21 kJ/mol for reducing sugars degradation. Thus the reducing sugars are enriched in the liquid products. However, the activation energy values of rice straw and palm shell are 68.76 and 95.19 kJ/mol for hemicellulose hydrolysis and 47.08, 79.74 kJ/mol for reducing sugars degradation respectively due to their complex composition compared with xylan. Consequently, the hydrolysis time should be controlled to decrease the degradation of reducing sugars.Key words: agricultural residues; hot liquid water; kinetics; hydrolysis。
棕垫材料火灾危险性的热解动力学研究

棕垫材料火灾危险性的热解动力学研究付晓东【摘要】利用热重分析仪,通过空气与氮气下棕垫材料的对比试验,建立热解表观动力学模型,对棕垫材料的火灾危险性进行分析.通过对试验数据的分析表明,在空气气氛下,棕垫材料第一步失重阶段热解表观动力学模型较好地符合相界反应球形对称模型,第二步与第三步失重阶段较好地符合二级反应模型,活化能范围为32.42 ~59.09 kJ·mol-1;在氮气气氛下,棕垫第一步失重阶段较好地符合二级反应模型,第二步失重阶段较好地符合零级反应模型,活化能范围为56.92 ~72.56kJ· mol-1.对比分析其他室内材料的燃烧属性表明,棕垫材料活化能较低、热稳定性差.说明棕垫材料是一种易燃烧物质,火灾危险性较大.【期刊名称】《武警学院学报》【年(卷),期】2014(030)008【总页数】5页(P5-9)【关键词】棕垫材料;热重分析;动力学模型;火灾危险性【作者】付晓东【作者单位】内蒙古消防总队,内蒙古呼和浩特010070【正文语种】中文【中图分类】D631.6随着社会经济的发展,软垫家具由于其环保、防潮、寿命长、无化学污染、绿色消费的优点,越来越多的出现在现代家庭中。
软垫家具的燃烧性能与火灾危险性对室内火灾的发展蔓延有重要影响。
据统计,2002—2005年间,全美平均每年有7 630起由软垫家具所引发的火灾,导致600人丧生和920人受伤,直接经济损失3.09亿美元[1]。
棕垫家具作为软垫家具的一种,由于本身可以燃烧,其外包覆材料也通常采用大量的易燃材料,具有很高的火灾危险性。
对于棕垫家具的火灾特性,我国目前还研究甚少,大多集中在与棕垫类似的软垫家具上。
祝佳琰等[2]利用锥形量热计和ISO 9705标准房间试验平台研究起火点、点火源和通风条件对软垫家具火灾特性的影响。
徐大军[3]对家具组件的引燃特性和燃烧特性试验装置以及相应的测试系统和试验方法进行了研究,提出了软垫家具热释放速率的估算方法和火蔓延速度的衡量方法。
果壳生物质热解特性与动力学

果壳生物质热解特性与动力学范方宇;黄元波;杨晓琴;郑云武;刘灿;王珍;郑志锋【摘要】采用热重分析仪对林产果壳生物质(澳洲坚果壳、油茶壳、核桃壳)热解特性进行了研究,利用分布活化能模型(DAEM)分析了热解动力学.热解特性研究表明:油茶壳最大失重速率最小,热解起始温度、结束温度、最大失重速率温度均低于澳洲坚果壳和核桃壳;澳洲坚果壳和核桃壳热解特征值近似;3种果壳生物质随升温速率的增加,热解过程向高温区转移.DAEM研究表明:DAEM适用于3种果壳生物质的热解动力学研究,相关系数R2在0.914~0.999之间;澳洲坚果壳热解活化能83.91 ~ 211.86 kJ/mol,油茶壳热解活化能68.64 ~ 244.49 kJ/mol,核桃壳热解活化能98.69 ~267.75 kJ/mol;随转化率的增加,3种果壳生物质活化能呈现相同的变化趋势,但变化幅度不同.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2018(052)006【总页数】7页(P8-14)【关键词】果壳生物质;热解特性;动力学;DAEM;活化能【作者】范方宇;黄元波;杨晓琴;郑云武;刘灿;王珍;郑志锋【作者单位】西南林业大学轻工与食品工程学院,云南昆明650224;西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室,云南昆明650224;云南省生物质高效利用工程实验室;云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学材料科学与工程学院,云南昆明650224;云南省生物质高效利用工程实验室;云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室,云南昆明650224;云南省生物质高效利用工程实验室;云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学材料科学与工程学院,云南昆明650224;云南省生物质高效利用工程实验室;云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学材料科学与工程学院,云南昆明650224;云南省生物质高效利用工程实验室;云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学材料科学与工程学院,云南昆明650224;云南省生物质高效利用工程实验室;云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学材料科学与工程学院,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】TQ35随着澳洲坚果[1]、油茶[2]和核桃[3]等林产食品在我国的迅速发展,林产食品加工产生的果壳废弃物综合利用成为食品行业不可回避的问题。
棕榈壳介绍

棕榈壳介绍货物名称:生物质环保清洁燃料----棕榈仁壳实物图片:棕榈壳是棕榈油提练过程中会先从果肉中抽取果核,然后将果核的外壳削去,切削去的部分便是棕榈壳(英文名:PalmKernelShell(PKS))。
它的特点是在燃烧时所产生的热值在4300-4800大卡/KG,比一般的木屑,稻梗,秸梗等生物颗粒燃料热值较高,比煤炭燃烧充分,灰分比煤炭低,能减低碳排放量。
棕榈壳燃料硫磷含量低,燃烧时基本不产生二氧化硫和五氧化二磷,其独有的化学特性可减低温室气体排放。
棕榈壳本身价值不高,长期以来一直被遗弃,2005年马来西亚一水泥制造厂利用棕榈壳作为生物燃料,与煤混合燃烧产生热能。
时到今天很多欧洲国家包括英国、荷兰及意大利等地的制造厂开始尝试以棕榈壳混合煤一同燃烧提供能源,以舒缓不断上涨的燃料成本及成本减少炭排放量。
目前主要用于电厂、水泥厂、印染厂、食品厂、电镀厂等作为燃料,是一种节能环保燃料。
以人类可持续发展的角度,着眼于改善人类生存和发展环境需求,积极应对国际资源紧缺、能源供需矛盾、全球气候变暖和环境恶化等挑战,积极响应党和国家为加快能源结构调整,促进节能减排,建设美丽中国的伟大号召,以发展非化石能源为长期目标,可再生生物质能源棕榈壳大力迎合了当今世界环境可持续发展的大趋势。
棕榈壳的特点与优势:(1)、棕榈壳属于植物源可再生能源,通过植物的光合作用可以再生,与风能,太阳能等同属可再生能源,作为东南亚传统油料作物,棕榈树的生长周期短,回收快,循环快,是一种长期可靠而且稳定的可再生生物燃料,可保证能源的永续利用!(2)、棕榈壳的硫含量、氮含量低,在燃烧过程中生成的SOx(硫氧化合物)、NOx(氮氧化合物)较少,棕榈壳做为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳排放近似于零,可有效的减低温室效应,棕榈壳与传统的煤炭、重油相比,在烟尘、二氧化硫、氮氧化物和烟气黑度四个指标上,都明显优于国家有关标准,这就注定了它要比传统化石类燃料在环保方面的先天优势。
新型棕榈壳和棕榈纤维混燃生物质锅炉的开发设计

新型棕榈壳和棕榈纤维混燃生物质锅炉的开发设计摘要:本锅炉是一种采用清洁燃烧技术的新型锅炉,以棕榈壳及棕榈纤维为燃料,通过合理组织燃烧,把燃料中的潜在能量释放出来,将热能传递给水,使水变成一定参数下的蒸汽,以供发电或生产工艺之用。
关键词:生物质锅炉正文:一、锅炉主要技术经济指标和有关数据1.主要技术数据:额定蒸发量:30t/h额定蒸汽压力:3.82MPa额定蒸汽温度:330℃给水温度:104℃一次风预热温度:143℃二次风温度:20℃排烟温度:148℃设计热效率:84.5%燃料消耗量:7712Kg/h燃烧方式:层燃2.、设计燃料:生物质棕榈壳及棕榈纤维3.、燃料成分Car= 34.1375%Har=3.8035% Oar=23.126% Nar=1.059%Sar=0.074% Aar=2.6%War=32.2% Qnet,ar=12027KJ/Kg4.水质要求:锅炉给水、锅水和减温水品质应符合GB/T12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》的规定。
给水:总硬度t≦2.0μmol/LPH(25℃)8.8~9.3含油量≦1 mg/L溶解氧≦15μg/L铁:Fe≦50μg/L铜:Cu≦10μg/L锅水:PH(25℃)9~11磷酸盐5~15 mg/L给水及锅水二氧化硅含量应保证蒸汽二氧化硅符合标准,减温水质量应保证减温后蒸汽中的钠、二氧化硅和金属氧化物的含量符合蒸汽质量标准。
二、锅炉主要结构1.锅筒及锅内装置锅筒内径为1500mm,壁厚为40mm,筒身由SA-516M Gr.485钢板卷焊而成,封头是用同种钢板冲压而成。
在锅筒两端封头上均设开有检修人孔。
为防止低温的给水与温度较高的锅筒筒壁直接接触,给水管采用套管结构。
锅炉的正常水位中心线在锅筒中心线处。
最高、最低安全水位距正常水位各为75mm,锅筒装有两只高读水位表、一只电接点水位计,还配有一只平衡容器,可用于装设水位自动控制。
为提高蒸汽的品质,降低炉水的含盐浓度,锅筒上装有连续排污管和炉内水处理用的加药管,连续排污率为2%。
催化重整棕榈壳热解挥发分制备单环芳香化合物

催化重整棕榈壳热解挥发分制备单环芳香化合物
刘说;安杨;寇巍;张莹莹
【期刊名称】《可再生能源》
【年(卷),期】2024(42)4
【摘要】在微波辅助加热方式下,分别以半焦(Char)和活性炭(AC)为催化剂,对棕榈壳(PKS)热解挥发分进行催化重整,分析了不同催化剂对产物分布的影响,同时对反应过程中可能发生的反应路径进行分析。
结果表明:在Char和AC的作用下,生物油产率减小,气体产物产率增加;与Char相比,AC具有显著的促使生物油向气体转化的催化活性,同时对单环芳香化合物(尤其苯酚)的形成具有更高的选择性;当AC作为催化剂时,单环芳香化合物的相对含量为84.25%;Char和AC催化剂主要促使了脱甲氧基、脱烃基等反应的发生。
【总页数】6页(P427-432)
【作者】刘说;安杨;寇巍;张莹莹
【作者单位】营口理工学院化学与环境工程学院;辽宁省化学助剂合成与分离省市共建重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TK6
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第 8 卷
第 9期
中 国 科 技 论 文
CHI NA S C I E NCEP AP
Se p .2 01 3
2 0 1 3年 9月
棕 榈 壳 热 解 特 性 及 动 力 学 分 析
王 杰, 王 文举
( 南京理 工大学能源与动力工程 学院, 南京 2 1 0 0 9 4 ) 摘 要: 利用热重分析技 术考察 了不 同升温速率下棕榈 壳的热解特 性及 其特征 参数。实验 结果表 明, 棕榈 壳的热解 过程分 为 3 个 阶段 , 主热解段在 1 5 0  ̄5 0 0℃ , 热解初始 温度 、 终 了温度和最 大失重速 率均 随升温速 率增加 而增 大。采用 F l y n n - Wa l l — O z a w a
Ab s t r a c t :Th e p y r o l y s i s c h a r a c t e r i s t i c s o f o i l p a l m s h e l l h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d b y t h e t h e r mo g r a v i me t r i c a n a l y z e r a t d i f f e r e n t h e a t — i n g r a t e s . Th e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o we d t h a t t h e p y r o l y s i s p r o c e s s o f o i l p a l m s h e l l u n d e r g o e s t h r e e s t a g e s wi t h t he ma i n P Y —
r o l y s i s s e c t i o n b e t we e n 1 5 0 a n d 5 0 0 ℃ .Th e i n i t i a l t e mp e r a t u r e ,f i n a l t e mp e r a t u r e a n d t h e ma x i mu m r a t e o f ma s s l O S S r i s e wi t h
Cha r a c t e r i s t i c s a n d ki n e t i c s o f o i l pa l m s he l l py r o l y s i s
Wa n g J i e , Wa n g We n j u
( S c h o o l o f E n e r g y a n d P o we r E n g i n e e r i n g,Na n j i n g Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y, Na i n g 2 1 0 0 9 4 , C h i n a )
t h e i n c r e a s e o f h e a t i n g r a t e .I t i s f o u n d t h a t a c t i v a t i o n e n e r g y v a r i e s f r o m 2 2 0 — 3 2 0 k 1 / mo l b y t h e F 1 y n n - Wa l l — Oz a wa me t h o d .I t i s
法对 热解 过程进行 了动力学参数拟合 , 发现棕榈 壳热解 活化能在 2 2 0  ̄3 2 0 k J / oo t l 。应用 Ma l e k法确定 了棕榈壳 热解 的机理 函 数, 发现其满足 Gi n s t l i n g — B r o u n s h t e i n方程, 反应机理是 三维扩散模 型。 关键词 : 化学工 艺; 棕榈壳 ; 热 重分 析; 热解 ; 动力学 中图分类号 : T Q3 5 1 . 1 文献标志码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 —2 7 8 3 ( 2 0 1 3 ) 0 9 —0 8 8 8 一O 4