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H_(2)O_(2)添加对城市污泥水热处理产物理化特性的影响

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环境工程学报 2021年第9期15卷 2996-3003页

作者：张培争张守玉张一帆胡南吴玉新上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 同济大学机械与能源工程学院上海200092 长春工程学院能源动力工程学院吉林长春130012 清华大学热能工程系北京100084

针对城市污泥水热处理能耗高的问题,采用添加H_(2)O_(2)的方式实现在较低温度下强化水热处理效果,以达到降低能耗的效果。在高压反应釜内进行了城市污泥水热处理和水热联合H_(2)O_(2)处理实验,探讨了添加不同质量分数(5%、10%和15%)H_(2... 详细信息

针对城市污泥水热处理能耗高的问题,采用添加H_(2)O_(2)的方式实现在较低温度下强化水热处理效果,以达到降低能耗的效果。在高压反应釜内进行了城市污泥水热处理和水热联合H_(2)O_(2)处理实验,探讨了添加不同质量分数(5%、10%和15%)H_(2)O_(2)对处理后产物分布、固相产物含水率及其中重金属(Pb、Cd)质量浓度与赋存形态、液相产物pH及其中挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)与氨氮(NH3-N)质量浓度的影响。结果表明,在水热温度为200℃、添加H_(2)O_(2)质量分数为15%时,污泥产物理化特性改善效果最佳。与单纯的水热处理工艺相比,污泥经200℃、15%质量分数H_(2)O_(2)水热处理后,固相产物的含水率降低了10.40%,Pb和Cd的质量浓度分别增加了79.96和1.57 mg·kg^(−1);液相产物中VFAs和NH3-N质量浓度分别增加了773.68和370.00 mg·L^(−1)。在添加的H_(2)O_(2)质量分数为5%时,重金属的无毒性形态占比最大,固相产物生态毒性最小;但当添加的H_(2)O_(2)质量分数大于5%时,重金属向潜在毒性形态转化增强,但仍低于原污泥中重金属的潜在毒性。本研究结果可为添加氧化剂强化水热处理城市污泥的应用提供参考。

关键词：城市污泥水热处理 H_(2)O_(2)质量分数重金属质量浓度生态毒性

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水热处理对褐煤加氢液化反应性的影响研究

煤炭工程 2012年第11期44卷 115-117页

作者：李华民煤炭工业规划设计研究院北京100120

通过四个温度下水热处理后的褐煤煤样加氢液化反应试验,研究了水热处理对褐煤加氢液化反应性的影响。结果表明:200～250℃为褐煤加氢液化的较好水热处理温度,获得了相对良好的液化效果;在该试验条件下,水热处理温度为200℃时总转化率和... 详细信息

通过四个温度下水热处理后的褐煤煤样加氢液化反应试验,研究了水热处理对褐煤加氢液化反应性的影响。结果表明:200～250℃为褐煤加氢液化的较好水热处理温度,获得了相对良好的液化效果;在该试验条件下,水热处理温度为200℃时总转化率和油、气产率相对最高,分别达到84.08%和79.29%;沥青烯和前沥青烯产率相对较低,为5.41%。当水热处理温度大于250℃或小于200℃,液化反应性均降低。

关键词：水热处理褐煤加氢液化反应性

水热处理对胜利褐煤孔隙结构和表面性质的影响

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煤炭科学技术 2013年第6期41卷 117-121页

作者：张书陈艳巨刘丹王雷米建新王永刚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

为考察不同水热处理条件对胜利褐煤孔隙结构和表面性质的影响,对水热处理前后煤样的总孔容积、平均孔半径和比表面积进行了表征分析,并采用平衡含水率和Zeta电位表征煤样的表面性质。试验结果表明:水热处理后煤样的总孔容积、平均孔半... 详细信息

为考察不同水热处理条件对胜利褐煤孔隙结构和表面性质的影响,对水热处理前后煤样的总孔容积、平均孔半径和比表面积进行了表征分析,并采用平衡含水率和Zeta电位表征煤样的表面性质。试验结果表明:水热处理后煤样的总孔容积、平均孔半径和比表面积均大于原煤;温度320℃、恒温时间15 min、N2初压2 MPa和水煤质量比5∶1条件下,处理后的煤样比表面积变化最大,相对于原煤增加了96.72%;升高温度、延长恒温时间和增大初压均能显著降低煤样的吸水性,煤样平衡含水率的最大降幅为76.61%。胜利褐煤的Zeta电位绝对值在水热处理后也显著降低,这与煤中的羧基、酚羟基在水热处理过程中的脱除有关。

关键词：胜利褐煤水热处理孔结构表面性质

载体水热处理对长链烷烃脱氢催化剂性能的影响

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北京服装学院学报（自然科学版） 2019年第3期39卷 53-58,92页

作者：崔韶东刘柏林王际东鲁玉莹刘克峰肖海成屈一新北京化工大学化学工程学院北京100029 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

本文以十二烷脱氢反应为模型,考查了载体水热处理温度和水热处理时间2个变量对最终催化剂脱氢性能的影响。水热处理前后的载体采用XRD、N2物理吸附、NH3-TPD表征。结果表明:水热处理温度和时间的增加都能够促进氧化铝晶粒的生长,提高载... 详细信息

本文以十二烷脱氢反应为模型,考查了载体水热处理温度和水热处理时间2个变量对最终催化剂脱氢性能的影响。水热处理前后的载体采用XRD、N2物理吸附、NH3-TPD表征。结果表明:水热处理温度和时间的增加都能够促进氧化铝晶粒的生长,提高载体的平均孔径。水热处理降低了载体的比表面积和酸量,使十二烷的转化率减小,十二烯的选择性增加。在催化剂负载量为Pt0.3%、Sn0.54%、Li0.5%的条件下,700℃水热处理时催化剂的性能最好,水热处理时间的延长对催化剂失活的影响较小。

关键词：长链烷烃十二烷脱氢载体水热处理

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水热处理杨木原料及其制板工艺和性能研究

水热处理杨木原料及其制板工艺和性能研究

作者：高晨超南京林业大学

学位级别：硕士

木质人造板产品的尺寸稳定性和防腐性能对其使用途径影响很大,木材原料的半纤维素含量降低将有利于人造板产品的尺寸稳定性和防腐等性能提高。本论文通过高温水热处理杨木原料,使其半纤维素含量减少,并压制成板材,以提高其尺寸稳定性和... 详细信息

木质人造板产品的尺寸稳定性和防腐性能对其使用途径影响很大,木材原料的半纤维素含量降低将有利于人造板产品的尺寸稳定性和防腐等性能提高。本论文通过高温水热处理杨木原料,使其半纤维素含量减少,并压制成板材,以提高其尺寸稳定性和防腐性能。论文研究了高温水热处理对杨木原料性质的影响,分析了不同工艺水热处理原料制造板材的力学性能、吸湿性能、分层厚度膨胀率、防腐性能的变化规律,本论文的主要结论如下:(1)高温水热处理杨木刨花的试验结果表明:刨花的质量损失率随处理温度升高和时间延长而增大,170℃下处理30min时质量损失率达到24.9%。高效液相色谱分析显示,处理后杨木中的半纤维素成分的相对含量大幅减小,纤维素的相对含量得到提升。热重分析显示,经水热处理后杨木的热稳定性得到提升。表面接触角检测分析显示,经水热处理后杨木与脲醛胶液的初始角变大,而平衡角减小。通过计算水热处理前后杨木表面自由能的变化,得知经处理后杨木表面自由能增大。通过SEM观察发现,高温水热处理将造成杨木的组织变得松散,从而增加了杨木的渗透性。杨木红外光谱分析表明,经水热处理后杨木表面官能团未发生本质上变化,只是在含量上有所区别。(2)采用高温水热处理的杨木原料制造板材的防水性能明显提升,在未加防水剂的条件下,24h吸水厚度膨胀率从23.4%减小到13.4%;板材的力学强度有所下降,随着杨木原料在水热处理后质量损失的加剧,板材的静曲强度和内结合强度逐渐降低。埋地试验结果显示,经高温水热处理的刨花所压制的板材,以及经不同程度延长软化时间热磨的纤维所压板材的失重率均成降低趋势,板材的防腐性能有所提高。防水剂比较试验显示,采用优化工艺热磨的纤维所压制的板材能在一定程度上节约防水剂的用量。(3)分层厚度膨胀率的检测结果表明:采用高温水热处理的杨木原料制造板材的表层吸水厚度膨胀率较大,芯层的吸水膨胀率较小,中层吸水厚度膨胀率与整体板材吸水厚度膨胀率相当。在高温水热处理杨木刨花制造的板材中,由于经水热处理后刨花疏水性增强,在一定程度上会更好的阻碍水分往芯层的渗透。在分层厚度膨胀率的24小时吸水测试过程中,前2h的吸水厚度膨胀率较大,占整个板材吸水厚度膨胀率的很大比例。分层铺装刨花板的性能检测说明,采用高温水热处理杨木刨花为表层,未处理的杨木刨花为芯层制造刨花板,一方面可以提高板材防水性能;另一方面在一定程度上弥补由于原料经高温水热处理后力学强度的损失;经过分层铺装的板材吸湿等温线低于单层铺装板材,采用高温水热处理的杨木原料制造板材的吸湿膨胀率较低。

关键词：水热处理半纤维素刨花板纤维板分层吸水厚度膨胀

发芽和水热处理对苦荞活性成分及功能特性的影响

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食品与机械 2023年第4期39卷 142-150页

作者：罗佳倩周丽玲李高阳袁洪燕谢秋涛湖南大学研究生院隆平分院湖南长沙410125 果蔬贮藏加工与质量安全湖南省重点实验室湖南长沙410125 湖南省果蔬加工与质量安全国际科技创新合作基地湖南长沙410125 湖南省农业科学院农产品加工研究所湖南长沙410125

目的:提高苦荞功效组分含量及其体外抗氧化能力与α-淀粉酶抑制活性。方法:以苦荞为研究对象,考察发芽、发芽结合水热处理对苦荞中功效组分(总黄酮、总酚、芦丁、槲皮素)、抗性淀粉含量、抗氧化活性、α-淀粉酶抑制率的影响,并通过主成... 详细信息

目的:提高苦荞功效组分含量及其体外抗氧化能力与α-淀粉酶抑制活性。方法:以苦荞为研究对象,考察发芽、发芽结合水热处理对苦荞中功效组分(总黄酮、总酚、芦丁、槲皮素)、抗性淀粉含量、抗氧化活性、α-淀粉酶抑制率的影响,并通过主成分分析对样品品质进行综合评价。结果:发芽组中总黄酮、芦丁含量均在发芽6 d时达到最大值,分别为26.54,13.88 mg/g,为未发芽组的1.22,2.95倍;多酚含量在发芽2 d时达到最大值,为23.44 mg/g,较未发芽组增加了29.1%;α-淀粉酶抑制率在发芽4 d时达到最大值,为37.29%;槲皮素含量在发芽4 d时达到最大值,为7.65 mg/g;抗性淀粉含量在发芽1 d时达到最大值,为34.92%。发芽结合水热处理组中,发芽6 d沸水处理的总黄酮含量最高(31.89 mg/g),为未发芽组的1.47倍;发芽3 d沸水处理的总酚含量最高(31.26 mg/g),较未发芽组增加了72.2%;发芽4 d沸水处理的α-淀粉酶抑制率最高(47.33%),较未发芽组增长了47.90%;发芽1 d沸水处理的芦丁含量最高(22.31 mg/g),为未发芽组的4.75倍;发芽4 d沸水处理的槲皮素含量最高(9.8 mg/g);发芽6,5,4,2 d沸水处理的DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、羟自由基清除率与铁离子还原能力最大,分别为62.72%,65.18%,33.36%,13.44 mmol;发芽4 d沸水处理的抗性淀粉含量最大(46.73%)。主成分分析结果显示发芽4 d结合水热处理综合评分最高。结论:发芽后苦荞功效组分含量和功能效果均有所提高,且发芽结合水热处理较发芽组品质更佳。

关键词：发芽水热处理苦荞功能成分

水热处理对废弃刨花板的刨花形态及其再循环利用性能的影响

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木材工业 1998年第6期12卷 7-9页

作者：叶克林于文吉曲岩春中国林科院木材工业研究所

刨花形态和刨花板的再循环利用性在再生刨花板的制造过程中具有重要作用。本文讨论了在备料前对废弃刨花板进行水热处理的新工艺，分析了水热处理工艺对再生刨花的形态、吸水性及再胶合性能的影响。研究结果表明：采用水热处理工艺制备... 详细信息

刨花形态和刨花板的再循环利用性在再生刨花板的制造过程中具有重要作用。本文讨论了在备料前对废弃刨花板进行水热处理的新工艺，分析了水热处理工艺对再生刨花的形态、吸水性及再胶合性能的影响。研究结果表明：采用水热处理工艺制备的再生刨花所压制的刨花板性能接近于原生刨花板；再生刨花有良好的再胶合性能。

关键词：水热处理废弃刨花板再生刨花再胶合性能

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水热处理对污泥脱水性能的影响及机理研究

水热处理对污泥脱水性能的影响及机理研究

作者：马睿太原理工大学

学位级别：硕士

城镇污水厂排出的机械脱水污泥含水率为70%～80%,无法满足后续污泥处理处置的要求。脱水是污泥处理处置的关键环节,可降低污泥含水率,减少污泥体积,水热处理是一种有效的污泥脱水处理方法,可以改善污泥的脱水性能。因此本文研究水热法... 详细信息

城镇污水厂排出的机械脱水污泥含水率为70%～80%,无法满足后续污泥处理处置的要求。脱水是污泥处理处置的关键环节,可降低污泥含水率,减少污泥体积,水热处理是一种有效的污泥脱水处理方法,可以改善污泥的脱水性能。因此本文研究水热法处理机械脱水污泥,通过全面的基本指标对污泥的脱水性能和上清液水质进行评价,并对水热处理影响污泥脱水的机理进行探讨。旨在寻找一条既能降低能耗,又能降低污泥含水率的技术路线,为城市污水处理厂污泥处理处置方案的选择提供一定的指导意义。具体研究结果如下:(1)试验对原污泥直接进行水热调理之后脱水,然后进行过滤和离心试验,并对滤液和离心液进行指标测试。研究发现随着水热温度升高至270C时,污泥的脱水性能得到了极大程度的改善,含水率可降至49.8%。随着水热时间的延长,30 min后脱水性能稍有改善,60 min后继续延长时间对污泥的脱水性能改善不明显。经过水热处理之后,滤液中SCOD(溶解性化学需氧量)、氨氮和正磷酸盐的含量都远高于国家的出水标准,滤液回流到污水厂可能会影响污水处理系统进而影响出水水质。最后进行了规律性探究,适宜的水热时间为60～90 min。(2)试验探究了水热预处理对消化污泥的脱水性能。研究表明与原污泥相比,消化污泥脱水性能降低,脱水程度稍有提高,污泥的含水率仅能降至74.6%;水热-消化污泥脱水性能更加恶化。消化污泥脱水后,滤液的SCOD、氨氮和正磷酸盐含量相对较低,回流到污水厂不会影响污水处理系统,也不会不影响出水水质;但离心液SCOD浓度过高,可能会影响出水水质。水热-消化污泥脱水后含量较高,但是不会影响污水处理系统。(3)将水热处理对污泥脱水性能的影响机理进行了探究。通过扫描电镜图发现,水热温度270C,水热时间60 min时的污泥粒径变的很小且分布均匀,表面粗糙。结合水含量仅为24.0%,大量的结合水被释放。此时LB-EPS(松散结合型胞外聚合物)和TB-EPS(紧密结合型胞外聚合物)两部分多糖和蛋白质含量所占的比值较小,总胞外聚合物(T-EPS)含量骤降,所以污泥的脱水性能显著提高。结果还表明水热温度是改善污泥脱水性能的主要因素,水热时间对污泥的脱水性能影响较小。消化污泥和水热-消化污泥的粒径较大且分布不均匀,结合水含量较高,LB-EPS和TB-EPS两部分含量所占的比值较大,导致污泥的脱水性能恶化。

关键词：污泥脱水水热处理污泥比阻化学需氧量胞外聚合物结合水

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水热处理对玉米秸秆形态结构及成纸性能影响

水热处理对玉米秸秆形态结构及成纸性能影响

作者：李梦扬东北林业大学

学位级别：硕士

自禁废令发布起,我国造纸行业面临了纤维原料供应短缺的挑战。玉米秸秆作为一种富含纤维素的可再生资源,产量丰富,开发利用玉米秸秆用于制浆造纸已引起广泛关注。目前人们对于水热处理过程中玉米秸秆植物细胞壁形貌和木质素的分布变化... 详细信息

自禁废令发布起,我国造纸行业面临了纤维原料供应短缺的挑战。玉米秸秆作为一种富含纤维素的可再生资源,产量丰富,开发利用玉米秸秆用于制浆造纸已引起广泛关注。目前人们对于水热处理过程中玉米秸秆植物细胞壁形貌和木质素的分布变化的了解比较有限,因此研究水热处理对玉米秸秆微观结构和木质素微区分布对后续制浆的影响具有重要意义。为此,本研究以玉米秸秆为原料,对其进行不同程度的水热处理,并探究处理过程对玉米秸秆化学组分、横切面微观结构以及细胞壁木质素微区分布的影响,最后考察了处理过程中各因素对纸张性能的影响。将玉米秸秆分为皮、髓、叶和鞘四个部位,分析了不同部位的化学组分和生物形态差异。研究发现,四个部位中秸秆皮的α-纤维素和木质素含量最高,髓中抽出物含量最多,秸秆叶中灰分含量最高。生物形态研究发现,秸秆皮中维管束含量较多,排列紧密,纤维数均长度为1.17 mm、长宽比为80.41,比其他部位更适合用于造纸;髓中含有大量海绵状杂细胞,维管束镶嵌在薄壁细胞中,89.54%的纤维数均长度都在1.0 mm以下。秸秆皮、髓纤维素均为Ι型结构,相对结晶度分别为51.20%和30.43%。针对玉米秸秆特殊性,选用水热处理法对全秆进行处理。探究了水热处理过程中玉米秸秆化学组分和微观结构的变化。化学组分研究发现在处理温度190℃,保温时间30min时木质素脱除率达到最大值43.28%,处理强度再增大时木质素脱除率下降。采用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对水热处理后玉米秸秆纤维细胞微观结构及木质素微区分布进行研究,结果表明玉米秸秆细胞壁遭到不同程度的破损,细胞塌陷分离,细胞壁层间滑动早于胞间层分离,细胞内壁出现球状颗粒,经扫描电子显微镜能谱分析确定其为木质素类物质;激光共聚焦观察发现,玉米秸秆木质素脱除具有先后顺序,细胞壁木质素先脱除,而后胞间层木质素脱除。将上述经过水热处理的玉米秸秆利用立式磨浆机进行磨浆,分析处理温度和保温时间对纸浆成纸强度的影响。结果表明随温度和时间的增加,三者均呈现先增大后减小的趋势,在处理温度190℃,保温时间30 min时,所得到的纸张强度最大,其抗指数为26.99 N·m/g、环压指数为8.53 N·m/g、耐破指数为1.01 KPa·m/g。本研究系统全面地解释了玉米秸秆木质素在水热处理过程中溶出的规律和机理。为玉米秸秆水热处理利用奠定理论基础,也为制浆造纸提供一种可能的处理方式,给予大规模利用玉米秸秆理论支撑。

关键词：玉米秸秆水热处理组分溶出木质素分布纸张性能