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生物质化学工程
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2013年, 第47卷, 第1期 刊出日期:2013-01-30
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专题报告
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计算化学在生物质气化研究中的应用
STOGSDILL Michael;KEIPERT Kristopher;宋杰
2013 (
1
): 1-13. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.001
摘要
(
1144
)
PDF
(1118KB) (
1031
)
从可再生的生物质得到的替代能源是解决石油资源枯竭的方法之一。但生物质能的制备过程复杂,包括热解和反应速率较慢的气化过程。为了研究其反应机理,必须从实验和理论两方面入手。本综述介绍了生物质气化过程研究中应用的计算理论,并讨论了理论模型的类型、大小及电子结构的影响。此外,还对气化过程中的吸附、重排、迁移和解吸进行了综述。
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研究报告
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麦秆与麦秆成型块燃烧特性研究
孙康;蒋剑春;卢辛成;谢新苹;王金表
2013 (
1
): 14-18. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.002
摘要
(
1115
)
PDF
(1353KB) (
1229
)
利用热分析法(TG-DTG)对麦秆和麦秆成型块分别在10、20和30 ℃/min的升温速率条件下的燃烧特性进行了研究,考察了其燃烧过程、着火温度、燃尽温度,计算了综合燃烧特性指数,并进行了燃烧动力学分析。结果表明:麦秆和麦秆成型块的着火温度在250~260 ℃左右,随着升温速率的增加而增加;综合燃烧特性指数明显高于煤。麦秆和麦秆成型块的燃烧反应遵循燃烧动力学的基本方程,属于一级反应。
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计量指标
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秸秆中木质素对其超低酸水解过程的影响
王存文;段晓玲;王为国;李自豪;吕仁亮;覃远航
2013 (
1
): 19-26. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.003
摘要
(
1035
)
PDF
(1366KB) (
1180
)
以湖北稻草秸秆为研究对象,研究了超低酸水解木质纤维素的适宜条件,测定了适宜条件下的超低酸法水解15种不同种类秸秆的纤维素及半纤维素的转化率、还原糖得率及结晶度的变化。实验结果表明:秸秆投料量3 g、硫酸投料量45 mL(硫酸质量分数0.05%)、搅拌转速500 r/min、反应温度210 ℃、反应时间10 min为适宜的水解条件。对15种不同种类秸秆的水解结果统计得到,随着秸秆中木质素含量的增大,纤维素和半纤维素的转化率都逐渐降低,还原糖得率逐渐降低;通过SEM和X衍射分析水解前后的木质纤维素结构,得到了木质素影响水解过程的方式:1)木质素含量越大,纤维素的结晶度越大,纤维素的非晶化越困难,从而影响了纤维素的水解;2)原木质素不溶于反应体系且在酸性条件下相对稳定,富木质素层的木质素阻碍反应物与产物扩散,使富木质素层内的纤维素、半纤维素水解速率降低;3)木质素含量越高,木质纤维素的富木质素层越厚、强度越大,水解时难以从颗粒表面脱落,进一步降低水解速率。
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计量指标
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里氏木霉
β
-木糖苷酶的分离纯化、酶学性质及水解机理研究
江小华;朱均均;余世袁;勇强
2013 (
1
): 27-32. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.004
摘要
(
946
)
PDF
(1125KB) (
1413
)
通过硫酸铵沉淀、超滤脱盐、离子交换层析、凝胶过滤层析等手段,从里氏木霉(
Trichoderma reesei
)Rut C-30木聚糖酶粗酶液中分离纯化得到分子质量110.8 ku、比活力为61.99 IU/mg的电泳纯
β
-木糖苷酶。酶学性质研究结果表明:该酶反应以温度60 ℃、pH值3.5为宜,在60 ℃以下、pH值3.0~8.0酶活性稳定,且该酶作用于对硝基苯基-
β-D
-木糖苷的
K
m
值和
V
max
值分别为0.29 μmol/mL和169.99 IU/mg。酶水解机理研究结果表明,该酶从低聚木糖的非还原性末端切断
β
-1,4-糖苷键释放出木糖,其最适作用底物是短链的低聚木糖,随着低聚木糖碳链的增长,酶作用效率逐渐下降,而对木聚糖几乎不降解。
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计量指标
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水稻秸秆的微波液化研究
王宁;;田春蓉;林晓艳;王建华;
2013 (
1
): 33-38. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.005
摘要
(
1125
)
PDF
(1006KB) (
1069
)
以苯酚为液化剂,甘油为辅助液化剂,在浓硫酸催化作用下对水稻秸秆进行微波液化。分别研究了液化条件对液化残渣率的影响,并通过单因素试验和正交试验得出最佳反应条件:即在微波功率500 W,液固比为7:1,
m
(苯酚):
m
(甘油)为4:1,浓硫酸用量为5%,150 ℃,反应时间22.5 min,所得残渣率最小,为7.17%。凝胶渗透色谱结果显示随着液化时间的延长,液化产物的相对分子质量出现逐渐减小的趋势,而分散系数则略增大。通过液化产物的红外光谱分析发现,纤维素和半纤维素较易降解,液化残渣主要成分是木质素及其衍生物。
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计量指标
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生物质油-柴油超声波乳化液燃烧性能研究
魏晓莉;王述洋;古志新
2013 (
1
): 45-48. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.007
摘要
(
816
)
PDF
(940KB) (
1139
)
利用自行研发的槽式可变频率可控波形超声波乳化仪,将一定体积比的生物质油与0
#
柴油在加入少量乳化剂(Span 80、Tween 80)的情况下进行超声乳化,制取了可直接用作柴油机燃料的生物油-柴油超声波乳化液,并进行了柴油机应用台架试验,试验结果表明:与柴油相比,生物质油-柴油超声波乳化液的NO
X
排放大幅度的降低,其中小负荷时NO
X
排放较柴油低 50% 左右;不同配比的乳化液(B10、B15、B20)炭烟排放均比0
#
柴油排放低,烟度排放值
K
小于1,远低于国家标准(
K
<3)。
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生物质烟梗热解和燃烧特性研究
钟仙芳;刘春波;王昆淼;张涛;韩敬美;陈永宽;王亚明;缪明明;刘志华;
2013 (
1
): 39-44. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.006
摘要
(
1025
)
PDF
(1007KB) (
1470
)
以生物质烟梗为材料,对其燃烧特性进行了研究。采用热重分析仪同步热分析技术考察升温速率和粒径对生物质烟梗的热解反应和燃烧反应的影响。在热解反应和燃烧反应中升温速率对生物质烟梗的燃烧特性指数的影响规律大致为
S
n
(20 K/min)>
S
n
(15 K/min)>
S
n
(10 K/min)>
S
n
(5 K/min),但粒径为0.425 mm烟梗在在热解反应时燃烧特性指数随升温速率变化
S
n
(20 K/min)>
S
n
(15 K/min)>
S
n
(5 K/min)>
S
n
(10 K/min),燃烧反应时随升温速率的变化
S
n
(15 K/min)>
S
n
(20 K/min)>
S
n
(10 K/min)>
S
n
(5 K/min);同时考察粒径对燃烧特性指数的影响得出
S
n
(0.180 mm)>
S
n
(0.250 mm)>
S
n
(0.425 mm)。用Ozawa法计算生物质烟梗的表观活化能,得出生物质烟梗热解反应时的活化能大于燃烧反应时的活化能。
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没食子酸标准样品的制备与定值研究
汪咏梅;吴冬梅;张亮亮;徐曼;陈笳鸿
2013 (
1
): 49-53. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.008
摘要
(
888
)
PDF
(869KB) (
1339
)
研究了没食子酸标准样品的制备、均匀性和稳定性检验及其定值方法。用五倍子单宁酸水解得到的没食子酸为原料,经精制得到高纯度的没食子酸标准样品。通过红外光谱、核磁共振、热重分析证实该标准样品的化学结构式。标准样品含量测定采用高效液相色谱面积归一化法,并通过了均匀性检验和稳定性检验(15个月)。经6个实验室的联合定值,没食子酸标准样品的含量值为99.96%±0.10%。
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综述评论
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生物质能流化热裂解技术研究现状
李三平;王述洋;孙雪;曹有为
2013 (
1
): 54-60. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.009
摘要
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967
)
PDF
(810KB) (
1401
)
本文介绍了生物质热裂解液化技术研究现状,流化床生物质热解技术研究现状,并着重分析了生物质热裂解反应器数学模型和动力学的研究现状。
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铬化砷酸铜防腐处理木材对环境安全的影响综述
于丽丽;唐镇忠;马晓军;朱礼智
2013 (
1
): 61-65. doi:
10.3969/j.issn.1673-5854.2013.01.010
摘要
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1356
)
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(771KB) (
2228
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对长期以来在木材防腐市场居于主导地位的铬化砷酸铜(CCA)处理木材对环境的影响进行了较为系统、全面的介绍,其中包括CCA防腐剂中铜、铬、砷等元素对环境的影响,以及CCA防腐处理木材使用过程中对环境的影响,旨在促进CCA处理木材的科学生产,保证CCA防腐处理木材的使用安全。
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