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杉木分级催化热解-气质联用实验分析

农业机械学报 2010年第6期41卷 93-97,132页

作者：常胜赵增立郑安庆李海滨中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院研究生院北京100039

利用热解-气质联用仪对杉木进行了分级催化热解实验,考察温度和催化剂对热解产物组成和含量的影响。结果表明第1级300℃热解产物种类较少,以有机抽提物为主,而第2级500℃热解产物种类较多。ZSM-5和MCM-41两种催化剂都降低了热解产物中... 详细信息

利用热解-气质联用仪对杉木进行了分级催化热解实验,考察温度和催化剂对热解产物组成和含量的影响。结果表明第1级300℃热解产物种类较少,以有机抽提物为主,而第2级500℃热解产物种类较多。ZSM-5和MCM-41两种催化剂都降低了热解产物中羰基化合物和大分子木质素热解产物的质量分数。ZSM-5降低了热解产物乙酸的质量分数,并形成大量芳香烃;而MCM-41提高了热解产物中乙酸和糠醛的质量分数。

关键词：杉木热解-气质联用分级催化剂

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双气头多联产系统的模拟与评价

双气头多联产系统的模拟与评价

作者：郑安庆太原理工大学

学位级别：硕士

联产液体燃料和电力的双气头多联产系统是解决我国面临的液体燃料短缺和环境污染严重的有效途径，它具有较高的能量效率和较低的污染排放，并且充分利用了中国特有的焦炉煤气，将焦炉煤气中的CH和气化煤气中的CO催化重整为CO和H来最大... 详细信息

联产液体燃料和电力的双气头多联产系统是解决我国面临的液体燃料短缺和环境污染严重的有效途径，它具有较高的能量效率和较低的污染排放，并且充分利用了中国特有的焦炉煤气，将焦炉煤气中的CH和气化煤气中的CO催化重整为CO和H来最大限度实现原料的利用，这一工艺单元不仅有效利用了焦炉煤气的CH和气化煤气中的CO，提高了原料气的有效成分，而且可以实现温室气体主要组分CH和CO的减排。对双气头多联产系统进行模拟研究是低成本、高效率的研究方法。本文通过稳态过程模拟软件Aspen Plus建立了包括：空气分离、煤气化、CH／CO催化重整、液相甲醇合成、液相二甲醚合成、产品分离、燃气蒸汽联合循环等单元流程的双气头多联产模拟流程，涉及反应的CH／CO重整单元和液体燃料合成单元通过嵌入包含特定反应动力学参数的动力学子程序进行模拟。整个多联产系统综合考虑了化学反应的动力学和热力学方面，系统总体物料、能量衡算一致，各个单元模拟数据与文献实验数据吻合。在建立的包括CH／CO催化重整单元的二甲醚合成流程基础上提出甲醇当量产率、二甲醚产量和CH／CO转化率作为全流程优化的目标函数，得到了各反应器的最优操作参数和最优的焦炉煤气与气化煤气进料流量比，并将一步法二甲醚合成工艺与两步法二甲醚合成工艺的甲醇当量产率进行对比，分析了一步法二甲醚合成反应体系间的协同作用。其中重整反应器的最佳操作参数：温度900℃、压力1atm、空速3000 L·h·kgcat;一步法二甲醚合成反应器的最佳操作参数：温度260℃、压力6MPa、空速5000L·h·kgcat。最佳焦炉煤气与气化煤气流量比为0．875。在得到优化操作参数后，对三种双气头多联产系统进行了概念设计和模拟，并提出了考虑能量品质的当量发电效率，发现考虑能量品质的当量发电效率更适合联产液体燃料和电能的多联产系统的评价，最后以当量发电效率和CO排放为目标函数，对三种系统进行比较，发现有CH／CO催化重整，目标产品为二甲醚和电的双气头多联产系统当量发电效率最高，CO排放最低。

关键词：多联产焦炉煤气煤气化流程模拟 Aspen Plus 优化评价

碳基固体酸催化纤维素热解制备左旋葡聚糖和左旋葡萄糖酮

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化工学报 2022年第3期73卷 1166-1172页

作者：徐飞翔蒋丽群郑安庆赵增立中国科学院可再生能源重点实验室广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学院大学北京100049 广东省科学院生物与医学工程研究所广东广州510316

将纤维素快速热解转化为高价值的左旋葡聚糖和左旋葡萄糖酮是国内外研究热点之一。通过制备及表征碳基固体酸,并优化纤维素催化热解的实验条件,在350℃下,Fe_(3)O_(4)/C_(700)-H_(3)PO_(4)与纤维素以1∶3的比例混合,可以显著提高热解过... 详细信息

将纤维素快速热解转化为高价值的左旋葡聚糖和左旋葡萄糖酮是国内外研究热点之一。通过制备及表征碳基固体酸,并优化纤维素催化热解的实验条件,在350℃下,Fe_(3)O_(4)/C_(700)-H_(3)PO_(4)与纤维素以1∶3的比例混合,可以显著提高热解过程中左旋葡聚糖[40.7%(质量)]和左旋葡萄糖酮[13.5%(质量)]的产率,分别比纯纤维素热解提高了2倍和22倍。该研究对纤维素的定向高值化转化具有指导意义。

关键词：热解生物质催化剂固体酸左旋葡聚糖左旋葡萄糖酮

La_(1-x)Sr_xFeO_3钙钛矿型氧化物中的晶格氧用于甲烷部分氧化制合成气

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催化学报 2014年第7期35卷 1196-1205页

作者：赵坤何方黄振郑安庆李海滨赵增立中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

采用燃烧法制备了Sr掺杂钙钛矿型氧化物La1-xSrxFeO3(x=0,0.3,0.5,0.9)载氧体,对载氧体分别进行X射线衍射、扫描电镜和H2程序升温还原反应表征,在热重循环装置和固定床反应装置上考察甲烷与载氧体晶格氧的部分氧化反应.结果表明,La1-xSr... 详细信息

采用燃烧法制备了Sr掺杂钙钛矿型氧化物La1-xSrxFeO3(x=0,0.3,0.5,0.9)载氧体,对载氧体分别进行X射线衍射、扫描电镜和H2程序升温还原反应表征,在热重循环装置和固定床反应装置上考察甲烷与载氧体晶格氧的部分氧化反应.结果表明,La1-xSrxFeO3氧化物中的晶格氧适用于甲烷部分氧化制合成气,晶格氧的得失是一个可逆过程,Sr的掺杂提高了载氧体的供氧能力,5次循环后载氧体得失晶格氧的能力没有明显的衰减.从甲烷转化率、n(H2)/n(CO)比以及H2和CO的选择性等方面来考虑,x=0.3–0.5比较理想,甲烷转化率维持在70%左右,气体产物中n(H2)/n(CO)约为2,CH4没有发生明显的裂解.

关键词：钙钛矿晶格氧热重循环部分氧化合成气

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生物油中热解木质素特性

农业机械学报 2011年第11期42卷 99-105页

作者：常胜赵增立郑安庆张伟李海滨中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院研究生院北京100039

从生物油中分离出热解木质素,对其基本特性进行了研究,同时与一种碱木素进行了对比。两种木质素的主要元素质量分数基本相同,但热解木质素中碳元素质量分数比碱木素稍高,氧元素质量分数稍低;红外光谱试验发现相对于碱木素,热解木质素中... 详细信息

从生物油中分离出热解木质素,对其基本特性进行了研究,同时与一种碱木素进行了对比。两种木质素的主要元素质量分数基本相同,但热解木质素中碳元素质量分数比碱木素稍高,氧元素质量分数稍低;红外光谱试验发现相对于碱木素,热解木质素中含有较少的醇羟基。热重试验结果表明,热解木质素在比较低的温度下表现出较大的质量损失速率,其热稳定性比碱木素差;热解气质联用试验显示出两种木质素的热解产物组成存在较大的差异,在250、550℃两个热解温度条件下热解木质素的热解产物中芳香族化合物含量都明显高于碱木素,而碱木素250℃的热解产物中主要组分为醇类物质,芳香族化合物质量分数较低,550℃的热解产物中芳香族化合物质量分数上升,醇类物质质量分数下降,同时产生大量的丙酮。

关键词：生物油热解木质素碱木素红外光谱热重热解气质联用

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生物油储存稳定性实验研究

燃料化学学报 2012年第2期40卷 184-189页

作者：张伟赵增立郑安庆常胜李海滨中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国科学院研究生院北京100049

对松木和玉米芯快速热解制取的生物油进行储存稳定性实验,经过储存老化后的生物油黏度增大,水分含量和固体颗粒物含量增加,pH值、热值、密度无明显变化。通过GC-MS对储存前后生物油中主要组分进行定量分析表明,生物油经过储存后,羟基丙... 详细信息

对松木和玉米芯快速热解制取的生物油进行储存稳定性实验,经过储存老化后的生物油黏度增大,水分含量和固体颗粒物含量增加,pH值、热值、密度无明显变化。通过GC-MS对储存前后生物油中主要组分进行定量分析表明,生物油经过储存后,羟基丙酮、乙酸、糠醛等主要组分的含量明显下降,而2-甲氧基苯酚、4-甲基-2-甲氧基-苯酚、4-甲基-苯酚的含量有所上升。核磁共振的碳谱分析表明,经过储存后生物油中甲氧基碳和双氧-烷基碳的含量降低,而芳基碳和不饱和碳的含量增大,生物油的芳香度有所提高。

关键词：生物油储存稳定性气质联用核磁共振

双气头多联产系统的Aspen Plus实现及工艺过程优化(Ⅰ) 模拟流程的建立及验证

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化工学报 2010年第4期61卷 969-978页

作者：郑安庆冯杰葛玲娟易群李文英太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024

通过流程模拟对煤基多联产系统进行过程优化是一种低成本、高效率的研究方法。通过稳态流程模拟软件Aspen Plus建立了二甲醚和电力为主要目标产品并副产甲醇的煤基多联产系统流程。采用气化煤气与焦炉煤气混合气作为气头,以达到利用焦... 详细信息

通过流程模拟对煤基多联产系统进行过程优化是一种低成本、高效率的研究方法。通过稳态流程模拟软件Aspen Plus建立了二甲醚和电力为主要目标产品并副产甲醇的煤基多联产系统流程。采用气化煤气与焦炉煤气混合气作为气头,以达到利用焦炉煤气中高浓度甲烷、下一步工艺调整氢碳比并实现温室气体减排的目的。模拟流程中包括了空分、煤气化及净化、CH4/CO2重整、产品合成、燃气轮机联合循环发电等多联产系统中的5个主要工艺单元,涉及化学反应的CH4/CO2重整单元和二甲醚合成单元通过嵌入包含特定反应动力学参数的动力学子程序进行模拟。多联产系统综合考虑了化学反应的动力学和热力学,系统总体及各工艺单元物料、能量衡算一致,各个单元模拟数据与文献实验数据吻合。在建立流程的基础上,计算比较了热值加和效率与当量发电效率,发现考虑能量品质的当量发电效率更适合联产液体燃料和电能的多联产系统的评价。

关键词：多联产系统焦炉煤气气化煤气二甲醚流程模拟

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喷淋冷凝温度对生物油理化性质的影响研究!

农业机械学报 2012年第9期43卷 103-110页

作者：常胜赵增立江洪明郑安庆李小明中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院研究生院北京100039

在1 kg/h的流化床热解反应器上进行松木和玉米芯的热解试验,采用喷淋冷凝的方式获得不同性质的生物油,重点考察冷凝温度对生物油理化性质的影响。试验结果表明当冷凝温度从25℃提高到75℃,松木和玉米芯热解产生的生物油收集率分别降低了... 详细信息

在1 kg/h的流化床热解反应器上进行松木和玉米芯的热解试验,采用喷淋冷凝的方式获得不同性质的生物油,重点考察冷凝温度对生物油理化性质的影响。试验结果表明当冷凝温度从25℃提高到75℃,松木和玉米芯热解产生的生物油收集率分别降低了23.1%和20.8%,含水率分别降低了11%和18%,而粘度分别提高了181 cSt和10 cSt,热值分别提高了6.23 MJ/kg和5.04 MJ/kg;气相色谱质谱联用分析(气质联用)表明随着冷凝温度的提高,松木热解产生的生物油中脱水糖含量大幅提高,大部分轻质组分含量降低,而玉米芯热解产生的生物油中脱水糖和酚类物质含量都有所提高,有机酸和醛酮类化合物含量降低;核磁共振碳谱分析发现提高冷凝温度后生物油中的烷基碳含量降低,而芳香碳含量提高,芳香度增大。

关键词：生物质生物油流化床冷凝温度气质联用核磁共振

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纤维素增强环氧树脂复合材料热解特性研究

化工学报 2023年第12期74卷 4968-4978页

作者：刘世君郑安庆陈晓丽付娟苏秋成中国科学院可再生能源重点实验室广东省新能源与可再生能源研究开发重点实验室中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学技术大学能源科学与工程学院广东广州510640

天然纤维在许多领域可取代合成纤维应用于增强式复合材料中,在保证了一定强度与刚度的同时具有成本低、质量轻、降解易等优点,但目前对于天然复合材料热解回收方面的研究匮乏。鉴于此,本文通过热重分析仪(TG)和热裂解气相色谱质谱联用仪... 详细信息

天然纤维在许多领域可取代合成纤维应用于增强式复合材料中,在保证了一定强度与刚度的同时具有成本低、质量轻、降解易等优点,但目前对于天然复合材料热解回收方面的研究匮乏。鉴于此,本文通过热重分析仪(TG)和热裂解气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)研究天然纤维素增强式环氧树脂复合材料热解反应动力学和产物生产特性。结果表明,在复合材料中,纤维素和环氧树脂的协同效应降低了复合材料的热稳定性,同时极大程度地降低了焦的残余量,最终显著降低了复合材料的热解活化能;另一方面,协同效应对快速热解产物的种类影响不明显,但能够显著影响产物产量和分布。

关键词：纤维素环氧树脂热解反应动力学分布协同作用

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