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烘焙中药渣的热解与燃烧特性及其动力学分析

化工学报 2019年第8期70卷 3142-3150页

作者：辛善志黄芳刘晓烨许庆利米铁江汉大学工业烟尘污染控制湖北省重点实验室湖北武汉430056 华东理工大学资源与环境工程学院上海200237

中药废渣经过烘焙后是一种具有应用潜力的固体燃料。采用热重分析仪对烘焙中药渣的热解及燃烧特性进行了研究,利用Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法及Coats-Redfern法对热解及燃烧的动力学进行求解,评估了烘焙中药渣的燃烧特性。研究... 详细信息

中药废渣经过烘焙后是一种具有应用潜力的固体燃料。采用热重分析仪对烘焙中药渣的热解及燃烧特性进行了研究,利用Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法及Coats-Redfern法对热解及燃烧的动力学进行求解,评估了烘焙中药渣的燃烧特性。研究发现烘焙中药渣的热分解分为2个阶段,第一阶段的活化能为76.1~94.0 kJ/mol,第二阶段的活化能为26.8~38.8 kJ/mol。烘焙中药渣的燃烧分为3段反应过程,第一阶段主要是挥发分的析出及燃烧,活化能为80.5~97.3 kJ/mol;第二阶段属于挥发分及部分焦炭的燃烧,活化能为18.3~28.5 kJ/mol;第三阶段的主要反应为残余焦炭的燃烧,活化能为41.8~50.6 kJ/mol。不同烘焙条件下制得的中药渣都较易着火燃烧,着火温度在280.3~294.8℃。经O2烘焙的中药渣前期可燃性以及综合燃烧特性最好,最易燃尽,表明燃烧烟气烘焙中药渣是可行的。

关键词：烘焙中药渣废物处理热解燃烧特性动力学

生物质一体化制氢中催化剂的选择与失活再生研究

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太阳能学报 2011年第7期32卷 1069-1074页

作者：辛善志张尤华许庆利张素平颜涌捷华东理工大学生物质能研究中心上海200237

对生物质流化床快速热裂解-固定床催化重整一体化制氢中有效催化剂的选择及其性能变化进行了研究。选取空白试验、白云石、镍基催化剂进行对比实验。结果表明:高温有利于氢气产率和气相产品气碳元素选择性的提高,镍基催化剂的催化效果... 详细信息

对生物质流化床快速热裂解-固定床催化重整一体化制氢中有效催化剂的选择及其性能变化进行了研究。选取空白试验、白云石、镍基催化剂进行对比实验。结果表明:高温有利于氢气产率和气相产品气碳元素选择性的提高,镍基催化剂的催化效果明显强于白云石,后者对一氧化碳有较好的选择性。对镍基催化剂的连续催化及循环失活再生研究表明,每次再生后的催化剂其活性都有一定程度的下降,对甲烷的催化效果降低比较明显。XRD及SEM研究表明实验中催化剂失活的主要原因是镍金属晶粒在载体表面的烧结。

关键词：生物质白云石镍催化剂烧结失活

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木聚糖与果胶热解液化特性研究

太阳能学报 2015年第8期36卷 1939-1946页

作者：辛善志杨海平米铁王贤华陈汉平江汉大学工业烟尘污染控制湖北省重点实验室武汉430056 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

为了解不同类型多聚糖的快速热解机理，采用固定床研究反应温度（250～950℃）对木聚糖与果胶热解特性及其产物分布的影响。研究表明，果胶比木聚糖更易于分解，其分解温度低于250℃；两者解聚之后的单糖并不稳定，容易进一步裂解成小... 详细信息

为了解不同类型多聚糖的快速热解机理，采用固定床研究反应温度（250～950℃）对木聚糖与果胶热解特性及其产物分布的影响。研究表明，果胶比木聚糖更易于分解，其分解温度低于250℃；两者解聚之后的单糖并不稳定，容易进一步裂解成小分子碎片。在低温条件下，木聚糖热解时生成的酸类化合物种类较多，其中乙酸和丙酸含量较高；果胶热解时生成的乙酸和糠醛明显高于木聚糖。果胶热解生成的CO2高于木聚糖，而后者的CO产率高于前者；在450℃以下时，CO主要来自于单糖裂解时的初级反应，与酸、酮等小分子同时生成；随着反应温度的升高，CO主要来自于丙酸、酮类小分子的脱羰基过程。

关键词：木聚糖果胶快速热解乙酸糠醛

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纤维素热解生物油特性研究

太阳能学报 2014年第11期35卷 2191-2197页

作者：辛善志杨海平王贤华杨明法陈汉平华中科大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

为深入了解生物质热解生物油的特性，对生物质的主要成分纤维素热解生物油的析出和演变特性进行研究。在固定床上研究纤维素在不同温度（280-550℃）下的快速与慢速热解以及不同气相停留时间对纤维素生物油特性与组成的影响。研究表明... 详细信息

为深入了解生物质热解生物油的特性，对生物质的主要成分纤维素热解生物油的析出和演变特性进行研究。在固定床上研究纤维素在不同温度（280-550℃）下的快速与慢速热解以及不同气相停留时间对纤维素生物油特性与组成的影响。研究表明，纤维素快速热解生物油由左旋葡聚糖及大量脱水糖组成，还有少量呋喃衍生物（如糠醛、5-羟甲基糠醛等）。慢速热解时产生的脱水糖种类较少，但小分子化合物种类更多。随着气相停留时间的缩短，液体产物中左旋葡聚糖含量逐渐升高，酸、醛等小分子消失。

关键词：生物油纤维素热解温度气相停留时间

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生物质低温气化及催化重整制氢

石油化工 2010年第11期39卷 1198-1203页

作者：张尤华辛善志张素平许庆利颜涌捷华东理工大学生物质能研究中心上海200237

对生物质低温气化及催化重整制氢进行了研究。在流化床反应器中考察了较低的气化温度下气相停留时间(12～22s)对气、液、固三相及氢气产率的影响;同时在固定床反应器中对流化床反应器中较长停留时间下的气态产物进行了催化重整,考察了... 详细信息

对生物质低温气化及催化重整制氢进行了研究。在流化床反应器中考察了较低的气化温度下气相停留时间(12～22s)对气、液、固三相及氢气产率的影响;同时在固定床反应器中对流化床反应器中较长停留时间下的气态产物进行了催化重整,考察了温度和催化剂粒径对氢气产率的影响。实验结果表明,在气化温度600℃下,气体、固体和氢气产率随气相停留时间的延长而增大,液体产率则相反;经过流化床反应器内较长停留时间的焦油只有在催化重整温度高于800℃时才有大幅的裂解;催化剂宜在接近原始尺寸的条件下使用;在气化温度600℃、气相停留时间16s、催化重整温度900℃、GHSV=1716h^(-1)、催化剂粒径大于5mm时,可获得1447.32 mL/g的氢气产率、47.50 mL/g的CO产率和7.20 mL/g的甲烷产率。

关键词：生物质低温气化催化重整制氢

中药渣生物炭的制备及其对水中四环素的吸附特性研究

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安全与环境工程 2022年第3期29卷 178-186页

作者：蔡思颖张伟军陈康辛善志江汉大学工业烟尘污染控制湖北省重点实验室湖北武汉430056 中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

以中药废渣为原料,四环素为目标污染物,采用限氧热解法在热解温度分别为300℃、500℃和700℃的条件下制备了不同中药渣生物炭(Biochar,BC),并采用比表面积分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、X射线光电子... 详细信息

以中药废渣为原料,四环素为目标污染物,采用限氧热解法在热解温度分别为300℃、500℃和700℃的条件下制备了不同中药渣生物炭(Biochar,BC),并采用比表面积分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)等手段对不同中药渣生物炭的物理化学性质进行了表征;通过中药渣生物炭对水中四环素(Tetracycline,TC)的吸附试验,研究了不同中药渣生物炭对水中四环素的吸附特性,考察了溶液初始浓度、吸附时间对溶液中四环素去除效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线拟合结果探究了中药渣生物炭对水中四环素的吸附机制。结果表明:随着热解温度的升高,中药渣生物炭中有机物分解,含氧官能团种类及其相对含量发生变化,其中含氧官能团C—C的相对含量升高、C—H的相对含量降低,中药渣生物炭的芳香化程度增加,且700℃制备的中药渣生物炭对水中四环素的吸附性能更优;中药渣生物炭对水中四环素的吸附量依次为BC700(93.46mg/g)>BC500(76.32mg/g)>BC300(32.92mg/g),且中药渣生物炭对水中四环素的吸附过程遵循准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,主要为单分子层吸附过程;中药渣生物炭对水中四环素的吸附机制主要涉及孔隙填充作用、氢键作用、静电作用和π-π作用。

关键词：中药渣生物炭热解碳化四环素吸附行为吸附机理

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水蒸气气氛下生物质热解制取富氢气体试验研究

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可再生能源 2009年第6期27卷 36-40页

作者：辛善志张尤华许庆利张素平颜涌捷华东理工大学生物质能研究中心上海200237

以水蒸气为流化气在鼓泡流化床中进行木屑的热解特性研究,考察一些主要参数[如热解温度、生物质颗粒粒径、水蒸气/生物质(S/B)]对产气率和目标气体(H2,CO)产率的影响。试验结果表明,提高热解温度和降低生物质颗粒粒径有利于气体的产生;... 详细信息

以水蒸气为流化气在鼓泡流化床中进行木屑的热解特性研究,考察一些主要参数[如热解温度、生物质颗粒粒径、水蒸气/生物质(S/B)]对产气率和目标气体(H2,CO)产率的影响。试验结果表明,提高热解温度和降低生物质颗粒粒径有利于气体的产生;在热解过程中加入水蒸气,能提高气体产率,但是水蒸气的引入量有一个最佳值。本试验中产气率和H2,CO的产率都随着S/B的增加先上升后降低,适宜的S/B为2～2.5。

关键词：生物质水蒸气热解制氢

基于木质素部分脱除及其含量对生物质热解特性的影响

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农业工程学报 2018年第1期34卷 193-197页

作者：吴丹焱辛善志刘标陈应泉杨海平王贤华陈汉平华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点试验室武汉430074 江汉大学工业烟尘污染控制湖北省重点试验室武汉430056

该研究采用固定床热解炉,研究不同木质素含量花生壳、核桃壳样品的裂解行为,利用元素分析、工业分析、气相色谱-质谱联用以及气相色谱法对原料和热解产物进行分析,探究木质素与综纤维素在原始交联结构下的交互作用及其对热解产物分布特... 详细信息

该研究采用固定床热解炉,研究不同木质素含量花生壳、核桃壳样品的裂解行为,利用元素分析、工业分析、气相色谱-质谱联用以及气相色谱法对原料和热解产物进行分析,探究木质素与综纤维素在原始交联结构下的交互作用及其对热解产物分布特性影响。研究结果发现,300℃热解条件下,随着木质素含量的增加,样品中固体产率增加,液体产率和气体产率下降。500、700℃热解条件下,固体产率相比300℃有大幅度的下降,且随样品中木质素含量的增加,固体产率无明显变化,液体产率稍微增加,气体产率下降。500℃时,H2产率很低,随样品中木质素含量的增加,CO2含量减少,CH4含量增加,CO含量有稍微的上升。而700℃时,综纤维素的脱氢、缩合、成环会生成大量的H2。同时,木质素能够促进综纤维素分解生成大量左旋葡聚糖,并抑制其分解;而综纤维素抑制木质素单体愈创木基的脱甲氧基反应,促进苯丙烷基的脱烷基反应,形成更多的酚类化合物。该研究对于生物质组分间交互和产物形成特性研究具有积极意义。

关键词：热解木质素生物质综纤维素交互作用亚氯酸钠-乙酸法

草(木)本中药材废渣热解特性差异的初步研究

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华中师范大学学报（自然科学版） 2015年第4期49卷 579-583页

作者：米铁陈梁辛善志余新明江汉大学化学与环境工程学院工业烟尘污染控制湖北省重点实验室武汉430056

我国中药企业每年产生大量中药材废渣,其中大部分均作为废弃物丢掉,既造成资源损失和浪费,又污染环境.中药材废渣热化学利用是中药材废渣资源化利用的有效途径.本文以中药有效成分提取过程中产生的中药材废渣为研究对象,利用热重分析法(... 详细信息

我国中药企业每年产生大量中药材废渣,其中大部分均作为废弃物丢掉,既造成资源损失和浪费,又污染环境.中药材废渣热化学利用是中药材废渣资源化利用的有效途径.本文以中药有效成分提取过程中产生的中药材废渣为研究对象,利用热重分析法(TGA)研究草本(柴胡)与木本(川木通)中药材废渣在不同粒径和不同升温速率下的热解特性差异及动力学规律.研究发现:柴胡药渣与川木通药渣表现出明显不同的热解特性,并从其内在金属元素的量变迁对其各自的热解特性给出了相应解释说明.最后,基于热重实验给出了柴胡与川木通药渣的热解动力学参数.

关键词：中药材废渣热解热重分析