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稻壳灰负载K_2CO_3催化制备生物柴油

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第1期48卷 7-12页

作者：单锐陈冠益陈鸿颜蓓蓓天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

以廉价的稻壳(RH)为原料,制备了K2CO3负载稻壳灰(RHA)的固体碱催化剂,用于催化制备生物柴油.利用X-射线衍射(XRD)、N2吸脱附、X射线能谱(EDS)对催化剂的结构进行了表征,并考察了K2CO3负载量、催化剂用量、反应物的醇油摩尔比和反应时间... 详细信息

以廉价的稻壳(RH)为原料,制备了K2CO3负载稻壳灰(RHA)的固体碱催化剂,用于催化制备生物柴油.利用X-射线衍射(XRD)、N2吸脱附、X射线能谱(EDS)对催化剂的结构进行了表征,并考察了K2CO3负载量、催化剂用量、反应物的醇油摩尔比和反应时间等因素对生物柴油产率的影响以及催化剂的可重复性使用.实验结果表明:稻壳在800℃下焙烧后制备的K2CO3/HRA催化剂,当K2CO3负载量为50%、催化剂用量为16%、醇油摩尔比为12∶1、在60℃下反应70,min后,生物柴油产率为92.6%.催化剂在重复使用5次以后,生物柴油产率降至66.8%,主要原因是催化剂中K元素的流失.

关键词：稻壳灰生物柴油 K2CO3 转酯化固体催化剂

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剩余污泥生物干化处理及产物土地利用潜力

环境工程学报 2023年第5期17卷 1570-1579页

作者：金熠陈越刘树根吕学斌刘庆岭陈冠益昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500 天津大学环境科学与工程学院天津300350 天津商业大学天津300134

以昆明地区污水处理厂脱水污泥为对象进行生物干化处理,考察了典型工况条件下污泥干化处理效果,探究了微生物活性及其有机质代谢,并对干化处理产物的土地利用潜力进行了评价分析。结果表明,采用污水厂脱水污泥进行处理时,混合物料初始... 详细信息

以昆明地区污水处理厂脱水污泥为对象进行生物干化处理,考察了典型工况条件下污泥干化处理效果,探究了微生物活性及其有机质代谢,并对干化处理产物的土地利用潜力进行了评价分析。结果表明,采用污水厂脱水污泥进行处理时,混合物料初始含水率以65%左右较为适宜,采用底部间歇曝气+顶部间歇抽风的通风方式,堆体自热升温至60℃以上,高温期持续时间长达30 h;干化处理120 h时,含水率降低至50%以下,水分净去除率达到16%。干化进程中,混合料中DOC质量浓度呈降低趋势,但SCFAs组分及其浓度波动明显。伴随着堆体温度的变化,常温、中温或嗜热微生物发生更替,微生物活性及其生化代谢差异明显。干化产物中可溶性磷以及氮钾质量分数均较高,重金属Cd、As、Hg满足GB4284-2018 B级标准限值,Cr、Pb等其他重金属质量浓度满足A级标准限值,种子发芽指数GI值高达90%,污泥干化产物具备园林绿化、矿山修复等方面土地利用前景。本研究结果可为污水厂污泥处理处置及资源化利用提供参考。

关键词：脱水剩余污泥生物干化水分去除土地利用

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玉米芯/甘油共热解实验研究

太阳能学报 2015年第5期36卷 1034-1040页

作者：赵丽霞陈冠益河南城建学院能源与建筑环境工程学院平顶山467036 天津大学环境科学与工程学院/内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

以玉米芯／甘油及玉米芯／粗甘油为研究对象，以高纯氩气为载气对两种样品进行热重实验。通过对10℃／min和30℃，min两种升温速率和不同温度下的热重曲线分析发现，两种样品均出现两个失重峰（分别发生在200。220℃和300～328℃之间）... 详细信息

以玉米芯／甘油及玉米芯／粗甘油为研究对象，以高纯氩气为载气对两种样品进行热重实验。通过对10℃／min和30℃，min两种升温速率和不同温度下的热重曲线分析发现，两种样品均出现两个失重峰（分别发生在200。220℃和300～328℃之间），这是由样品中生物质的含量不同造成的。样品中杂质改变了H2的析出途径，同一样品中升温速度率不改变H2的析出途径。通过对样品热解的DSC分析，探讨甘油的加入对玉米芯热解途径的影响。最后建立热解动力学模型并对模型进行求解，结果表明样品共热解在低温段属1．0级反应，在高温段属1．5级反应。

关键词：玉米芯甘油共热解热重分析动力学

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水洗预处理对白酒糟燃料性质及燃烧特性影响

中国电机工程学报 2022年第20期42卷 7554-7562页

作者：朱小超张永刚张自强李健周生权李宁颜蓓蓓陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津市南开区300350 中节能绿碳环保有限公司北京市海淀区100082 天津商业大学机械学院天津市北辰区300134

水洗预处理技术对生物质燃烧利用具有重要意义。在不同含固率、洗糟水条件下对白酒糟进行水洗预处理,通过工业分析、元素分析、以及热重-质谱联用(thermogravimetric-mass spectrometry,TG-MS)分析等手段,探究了水洗预处理对酒糟燃料性... 详细信息

水洗预处理技术对生物质燃烧利用具有重要意义。在不同含固率、洗糟水条件下对白酒糟进行水洗预处理,通过工业分析、元素分析、以及热重-质谱联用(thermogravimetric-mass spectrometry,TG-MS)分析等手段,探究了水洗预处理对酒糟燃料性质及燃烧特性的影响。研究结果表明:水洗分离预处理对白酒糟物化性质有显著影响,随着含固率增大,灰分含量降低,挥发分含量升高,而固定碳在含固率8%时出现峰值。水洗分离后酒糟碳含量得到一定程度的富集,氧含量在含固率大于8%时有所减少;氮、硫含量降低;高位热值有小幅提升。因此水洗可以有效改善酒糟燃料性质。水洗后的酒糟在燃烧过程中永久性气体(H_(2)O、CO_(2)、NH_(3)、NO)释放量均减小;在含固率为5%时,NH_(3)减排56.6%,NO减排达33.1%。此外,水洗分离酒糟可以有效缓解酒糟燃烧的污垢结渣倾向。酿酒废水与等量自来水的处理效果明显不同。本研究证明了水洗分离处置技术应用于白酒糟的可行性,同时为高效清洁处置工业废弃生物质提供一条新思路。

关键词：水洗含固率白酒糟燃烧 NO 结渣热重-质谱

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面向碳中和的生物柴油制备及应用研究进展

太阳能学报 2022年第9期43卷 343-353页

作者：陈冠益夏晒歌李婉晴颜蓓蓓赵凯歌程占军天津大学环境科学与工程学院/天津市生物质废物重点实验室天津300072 天津大学青岛海洋技术研究院青岛266235 西藏大学理学院拉萨850012

对制备清洁能源——生物柴油的化学催化酯交换法及其他方法,生产生物柴油的反应器及其后续开发利用等进行总结,并分析目前生物柴油在发展过程中所存在的问题,对其未来发展方向提出一些建议。

关键词：碳中和生物柴油酯交换反应器开发利用

基于质能流评估的餐厨垃圾热解自供能特性研究

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环境工程 2022年第12期40卷 37-45页

作者：侯林桐杨学忠李健颜蓓蓓陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津300350 天津商业大学机械工程学院天津300134

餐厨垃圾具有成分复杂、含水率高的特点,热解处理法虽可实现餐厨垃圾的快速、无害化减量和能源资源回用,但其处理过程依赖外部能量输入,处理过程的能量平衡问题不容忽视。为全面探究餐厨垃圾热解系统能量流分布,研究提出了热解产物燃烧... 详细信息

餐厨垃圾具有成分复杂、含水率高的特点,热解处理法虽可实现餐厨垃圾的快速、无害化减量和能源资源回用,但其处理过程依赖外部能量输入,处理过程的能量平衡问题不容忽视。为全面探究餐厨垃圾热解系统能量流分布,研究提出了热解产物燃烧回用思路,聚焦系统自供能特性,开展固定床热解实验,考察不同含水率的餐厨垃圾在不同热解温度下的产物分布,并计算理论热值,结合TG-DSC分析确定原料热解理论耗能,建立了系统自供能特性指标(ERPC),计算系统的能量产生与消耗比,判断餐厨垃圾热解自供能的运行条件。结果表明:热解温度由400℃升至800℃,餐厨垃圾热解固体产物产率降低,气体产率提高,热解油产率呈现先增后减的趋势,并在500℃时达到最高。通过产物热值分析,过高的热解温度和含水率降低了餐厨垃圾热解产物的总能量。当三相热解产物全部燃烧回用时,为实现系统自供能餐厨垃圾含水率不得低于40%,热解温度不得高于500℃。当将油、气两相产物燃烧回用时,为实现系统自供能,热解温度须不超过600℃,含水率不超过10%。只燃烧热解气在所有条件下均无法实现系统自供能。

关键词：餐厨垃圾热解特性燃烧自供能

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生物质玉米芯热解动力学实验研究

太阳能学报 2011年第4期32卷 598-603页

作者：赵丽霞陈冠益陈占秀天津大学环境科学与工程学院内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 河北工业大学能源与环境工程学院天津300132

以玉米芯为对象，利用热重．质谱联用技术，以高纯氩气为载气对其进行了详细的热重分析研究。通过对10℃／min和30℃／min升温速率及其不同温度下的失重曲线分析，发现玉米芯的主要失重温度区间为200—400℃，峰值温度为328-345℃。随... 详细信息

以玉米芯为对象，利用热重．质谱联用技术，以高纯氩气为载气对其进行了详细的热重分析研究。通过对10℃／min和30℃／min升温速率及其不同温度下的失重曲线分析，发现玉米芯的主要失重温度区间为200—400℃，峰值温度为328-345℃。随着升温速率的提高，玉米芯热解的初始温度升高，热解向高温侧移动。同时通过质谱分析获得了温度和升温速率对热解气化产物的影响规律。在此基础上建立了热解动力学模型，并根据实验数据对模型进行了求解，结果表明玉米芯热解在低温段属一级反应而在高温段属三级反应。

关键词：玉米芯热解热重分析动力学

丙三醇与1,6-己二醇混合物降温凝固过程的分子动力学模拟

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化工学报 2013年第7期64卷 2316-2321页

作者：陈占秀陈冠益王艳兰维娟天津大学环境科学与工程学院天津300072 河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

利用分子动力学方法对3种不同摩尔比的丙三醇与1,6-己二醇混合物进行降温计算。分别采用自扩散系数和比体积方法得到的玻璃化转变温度与实验结果都符合较好,混合物中的丙三醇与1,6-己二醇的自扩散系数均小于单质时的自扩散系数,丙三醇与... 详细信息

利用分子动力学方法对3种不同摩尔比的丙三醇与1,6-己二醇混合物进行降温计算。分别采用自扩散系数和比体积方法得到的玻璃化转变温度与实验结果都符合较好,混合物中的丙三醇与1,6-己二醇的自扩散系数均小于单质时的自扩散系数,丙三醇与1,6-己二醇的羟基比其单质状态的羟基径向分布函数中第一峰值均变大,且随着温度的降低,回转半径变短,较小的键长出现的概率增多,键角变化较小。

关键词：玻璃化转变温度自扩散系数径向分布函数回转半径

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酸碱树脂两步催化含酸油脂制备生物柴油

太阳能学报 2016年第6期37卷 1554-1559页

作者：陈冠益赵鹏程陈鸿颜蓓蓓天津大学环境科学与工程学院天津300072

设计催化酯化脂肪酸和催化转酯化甘油三酯连续制备生物柴油过程,分别考察NKC-9催化酯化脂肪酸的能力及D261催化转酯化甘油三酯的能力,并利用模型化合物在固定床中依次进行酯化、转酯化,实现连续反应。实验表明:酯化与转酯化反应在理想... 详细信息

设计催化酯化脂肪酸和催化转酯化甘油三酯连续制备生物柴油过程,分别考察NKC-9催化酯化脂肪酸的能力及D261催化转酯化甘油三酯的能力,并利用模型化合物在固定床中依次进行酯化、转酯化,实现连续反应。实验表明:酯化与转酯化反应在理想条件下,转化率均高于95%,应用于连续制备效果较好,且可多次再生并重复利用。

关键词：生物柴油固定床树脂再生