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烟气烘焙对玉米秆可磨性的影响规律研究

化工学报 2023年第2期74卷 861-870页

作者：王绍壮于敦喜李佳忆韩京昆喻鑫刘芳琪华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430000 国家管网集团西南管道有限责任公司贵州省管网有限公司贵州贵阳610095

可磨性是生物质在现有燃煤机组规模化燃烧利用中必须考虑的问题之一。本文基于固定床反应器对玉米秆进行烘焙预处理,针对生物质单烧和与煤混烧两种技术路线,利用臼式研磨仪、全自动粒径筛分仪、纤维素分析仪和傅里叶红外光谱,研究了不... 详细信息

可磨性是生物质在现有燃煤机组规模化燃烧利用中必须考虑的问题之一。本文基于固定床反应器对玉米秆进行烘焙预处理,针对生物质单烧和与煤混烧两种技术路线,利用臼式研磨仪、全自动粒径筛分仪、纤维素分析仪和傅里叶红外光谱,研究了不同烘焙气氛、温度对燃料可磨性的影响。结果表明,相比于氮气,烟气能够在更低的烘焙温度下使玉米秆可磨性提升至接近于典型动力用煤,主要是由于烟气中的氧化性组分促进了纤维素、半纤维素的分解。当共磨时,煤颗粒表现出助磨的作用提升了玉米秆的可磨性,在较高温度或烟气烘焙条件下,混样的可磨性近似甚至优于煤。

关键词：烘焙可磨性玉米秆干烟气湿烟气

秸秆烘焙过程氯、硫释放及AAEMs迁徙转化特性研究

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化工学报 2020年第12期71卷 5785-5792页

作者：蒋好朱有健刘恒邵敬爱成伟杨鹏吴贵豪杨海平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实验室湖北武汉430074 华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院湖北武汉430074 郑州轻工业大学能源与动力工程学院河南郑州450002 华中科技大学能源与动力工程学院新能源科学与工程系湖北武汉430074

利用固定床管式炉研究了玉米秆中氯、硫、碱及碱土金属(AAEMs)在不同烘焙温度下的释放和迁徙转化规律。研究发现氯、硫的释放率随烘焙温度升高呈递增趋势,在220~300℃范围内氯和硫的释放率分别为10%~40%和27%~60%。烘焙后样品中氯的绝... 详细信息

利用固定床管式炉研究了玉米秆中氯、硫、碱及碱土金属(AAEMs)在不同烘焙温度下的释放和迁徙转化规律。研究发现氯、硫的释放率随烘焙温度升高呈递增趋势,在220~300℃范围内氯和硫的释放率分别为10%~40%和27%~60%。烘焙后样品中氯的绝对含量相比原样有所增加,并且以碱金属氯化物形式存在的无机氯占比减少,有机氯占比增加;硫的绝对含量显著降低,烘焙后可达到Ⅰ级成型燃料中硫含量要求。AAEMs在烘焙过程中释放率均较低,但赋存形态发生一定变化,主要表现为水溶性AAEMs含量降低,有机结合态AAEMs含量增加,此外盐酸酸溶性和不溶性Ca、Mg的占比也有一定程度增加。

关键词：玉米秆烘焙无机组分碱及碱土金属释放迁徙转化

磷酸二氢钙对玉米秆灰熔融烧结特性的影响研究

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化工学报 2020年第7期71卷 3313-3321页

作者：朱有健张显显陈奕名吴学红杨海平陈汉平郑州轻工业大学能源与动力工程学院河南郑州450002 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

农业秸秆通常含有较高的碱金属,在燃烧过程中易造成锅炉高温熔融烧结问题,影响锅炉正常运行。使用灰熔点测试仪并结合灰样烧结度测试研究磷酸二氢钙添加剂对玉米秆灰熔融烧结特性的影响规律。此外,使用固定床管式炉研究了磷酸二氢钙与... 详细信息

农业秸秆通常含有较高的碱金属,在燃烧过程中易造成锅炉高温熔融烧结问题,影响锅炉正常运行。使用灰熔点测试仪并结合灰样烧结度测试研究磷酸二氢钙添加剂对玉米秆灰熔融烧结特性的影响规律。此外,使用固定床管式炉研究了磷酸二氢钙与两种不同钾盐之间的反应特性。结果表明燃烧温度和磷酸二氢钙与钾盐混合比例对反应产物影响显著。在碱金属盐过量时,磷酸二氢钙与碱金属盐在温度高于300℃时开始反应,300~600℃产物以Ca2P2O7、Ca(PO3)2、KCa(PO3)3为主,700~900℃反应产物主要为K2CaP2O7。当磷酸二氢钙过量时,除磷酸二氢钙与钾盐的反应外同时存在磷酸二氢钙的高温分解反应以及反应产物间的二次反应。此外,研究发现磷酸二氢钙与K2CO3的反应活性显著高于KCl。在玉米秆中添加磷酸二氢钙后可在灰分中形成高熔点的Ca9MgK(PO4)7和CaKPO4,显著提高生物质灰的熔融温度并在实验温度范围内有效缓解玉米秆的熔融烧结。研究成果可为磷基添加剂在缓解生物质锅炉灰熔融烧结中的应用提供理论指导。

关键词：磷酸二氢钙灰熔融烧结特性熔融温度碱金属盐反应产物玉米秆二次反应

3种基质材料对高浓度养殖废水处理效果及降解过程

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环境科学 2019年第8期40卷 3650-3659页

作者：刘铭羽夏梦华李远航陈坤赵聪芳李希李裕元吴金水中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 湖南师范大学资源与环境科学学院长沙410006

养殖场直排废水负荷高,易造成湿地植物无法生长、处理效率低等问题.为使养殖废水通过前端生态治理技术,出水达到湿地植物耐受范围,探索高效利用作物秸秆,降低污染负荷的可行性,开展野外控制实验,对比分析了三大粮食作物秸秆--麦秸、稻... 详细信息

养殖场直排废水负荷高,易造成湿地植物无法生长、处理效率低等问题.为使养殖废水通过前端生态治理技术,出水达到湿地植物耐受范围,探索高效利用作物秸秆,降低污染负荷的可行性,开展野外控制实验,对比分析了三大粮食作物秸秆--麦秸、稻草和玉米秆对猪场废水N、P的吸附去除效率.三级基质池各填充12. 5 kg干秸秆,设定连续式进水,水力停留时间7 d.结果表明,在进水COD、TN、NH4^+-N、NO3^--N和TP平均质量浓度分别为1 652. 83、371. 31、303. 51、0. 67和65. 22 mg·L^-1时,麦秸对COD、TN和TP的去除效果最好,去除率分别为32. 1%、40. 9%和33. 3%,稻草对NH4+-N的去除效果最好,去除率达到43. 4%.经180 d处理后3种基质材料木质素、纤维素和半纤维素均未完全分解.各种基质材料木质素降解速率低于纤维素与半纤维素,且稻草中木质素和纤维素降解最快,麦秆中半纤维素降解最快.结果表明,麦秆和稻草对去除高浓度养殖废水污染物效果均好于玉米秆,并且建议基质材料更换周期为5个月,可为生物基质材料运用于养殖废水处理提供数据支撑.

关键词：麦秸稻草玉米秆养殖废水纤维素

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生物质气化费托合成航空煤油的模拟和分析

太阳能学报 2019年第7期40卷 2004-2013页

作者：杨凯肖军陶炜东南大学热能工程研究所能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

基于Aspen Plus软件对生物质串行流化床气化费托(FT)合成加氢裂化制取航空煤油进行模拟和热力学分析,研究操作参数变化和副产品蜡循环利用对系统性能的影响。结果表明:系统损失主要在气化子系统中,而合成气提质子系统损较小,过程不可逆... 详细信息

基于Aspen Plus软件对生物质串行流化床气化费托(FT)合成加氢裂化制取航空煤油进行模拟和热力学分析,研究操作参数变化和副产品蜡循环利用对系统性能的影响。结果表明:系统损失主要在气化子系统中,而合成气提质子系统损较小,过程不可逆损是系统损的主要来源,内部损率为88.3%,生物质大分子结构改变是造成不可逆损的主要原因。所有操作参数中水蒸气与生物质质量配比(S/B)对系统效率影响最大,气化合成气H2与CO物质的量之比(H2/CO)在1.95~2.00为宜,增大合成温度和压力可提高系统航空煤油产率和效率。对于玉米秆气化FT加氢裂化制取航空煤油系统,推荐的操作参数:气化温度和压力750℃,0.1~0.2 MPa,S/B为0.4~0.5,合成温度240℃,合成压力1.5~2.0 MPa。此时,航空煤油产率最大可达85.3 kg/t,系统效率为54.3%。副产品蜡进行循环利用,可提高航空煤油产率3.9%,并降低最佳S/B为0.3~0.4。

关键词：航空煤油分析 Aspen Plus模拟玉米秆费托合成

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玉米秆热解的最概然机理

化工学报 2012年第8期63卷 2599-2605页

作者：李小民林其钊中国科学技术大学热科学与能源工程系安徽合肥230026

引言我国秸秆原料年产能约为7亿吨,约合3.5亿吨标准煤,包括玉米秆、麦秆和稻草等。秸秆的可再生性、零CO2排放和短生长周期等优势,使其成为生物质利用的重要对象之一。

关键词：玉米秆热解热重反应机理

磷酸二氢铵对玉米秆烘焙及固定床燃烧颗粒物排放特性的影响

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化工学报 2021年第6期72卷 3359-3367页

作者：吴贵豪朱有健樊纪原成伟蒋好杨海平陈汉平华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院湖北武汉430074 郑州轻工业大学能源与动力工程学院河南郑州450002 华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

使用立式管式炉反应器并结合低压撞击器颗粒物采集装置研究了玉米秆掺混磷酸二氢铵(NH4H2PO4)烘焙对烘焙产物理化性质及固定床中燃烧颗粒物排放的影响。结果表明,玉米秆单独烘焙可有效提升生物质品质,但也提升了颗粒物排放。300℃烘焙时... 详细信息

使用立式管式炉反应器并结合低压撞击器颗粒物采集装置研究了玉米秆掺混磷酸二氢铵(NH4H2PO4)烘焙对烘焙产物理化性质及固定床中燃烧颗粒物排放的影响。结果表明,玉米秆单独烘焙可有效提升生物质品质,但也提升了颗粒物排放。300℃烘焙时,PM_(1)、PM_(1-2.5)和PM_(2.5-10)分别增排76.5%、194.8%和170.2%。在烘焙过程掺混NH4H2PO4可进一步提质,使得固体产物灰分有不同程度的增加,显著降低固体产物的O/C比,并提高样品的无灰基热值。此外,研究发现掺混NH4H2PO4可显著提高烘焙过程Cl的释放率并降低固体产物中Cl的含量,有利于降低后续燃烧PM1的排放。在掺混比例P/K摩尔比为1时减排效果最佳,此时PM1相比无掺混时减排28.8%。结果表明在生物质烘焙过程引入NH4H2PO4可以促进Cl的脱除并减少后续燃烧过程细颗粒物的排放,是一种有前景的生物质预处理手段。

关键词：磷酸二氢铵玉米秆烘焙颗粒物排放特性

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热解炭在线催化玉米秆热解实验研究

太阳能学报 2019年第11期40卷 3172-3178页

作者：王贤华崔翔李允超曲磊米铁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

为探索一种更适用的催化剂,将热解炭用于玉米秆热解挥发分的在线催化。研究结果表明,虽然生物油产率有所下降,但可降低生物油中的酸类物质含量,而酚类物质含量则显著增加。在实验条件下,酚类物质的相对含量可达55%以上。通过比较热解炭... 详细信息

为探索一种更适用的催化剂,将热解炭用于玉米秆热解挥发分的在线催化。研究结果表明,虽然生物油产率有所下降,但可降低生物油中的酸类物质含量,而酚类物质含量则显著增加。在实验条件下,酚类物质的相对含量可达55%以上。通过比较热解炭脱灰前后及不同添加量的催化效果,发现热解炭表面的碱性位能吸附挥发分中的酸类物质,使其一部分发生中和,另一部分被裂解成小分子气体,从而降低生物油中的酸类物质含量,而热解炭中的碱和碱土金属对生物油中的酚类物质的富集有明显的促进作用。

关键词：热解催化裂解吸附生物油玉米秆

混合比例和纤维素酶对甘蔗梢玉米秆混合青贮品质的影响

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饲料研究 2023年

作者：黎梅杰蒋金娟罗富成尹亚敏韩博云南农业大学动物科学技术学院云南农业大学

为充分利用南方热区的甘蔗梢和冬玉米秸秆资源，本研究以甘蔗梢和冬玉米秆为原料，按其鲜重比例10︰0、5︰5、3︰7进行混合青贮，并分别添加300、600、900 mg/kg纤维素酶，以零添加组为对照，60 d后测定发酵品质、营养成分及饲用价值。... 详细信息

为充分利用南方热区的甘蔗梢和冬玉米秸秆资源，本研究以甘蔗梢和冬玉米秆为原料，按其鲜重比例10︰0、5︰5、3︰7进行混合青贮，并分别添加300、600、900 mg/kg纤维素酶，以零添加组为对照，60 d后测定发酵品质、营养成分及饲用价值。结果表明：随玉米秆添加比例的增加，青贮饲料的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、pH值、氨态氮/总氮和丙酸含量呈递减趋势，混合比例为3︰7时降到最低，干物质、乳酸、粗蛋白、可溶性糖、粗脂肪和可溶性糖含量及饲用价值呈递增趋势，混合比例为3︰7时最高。随纤维素酶添加量的增加，青贮饲料的氨态氮/总氮、丙酸、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量呈先降后升的趋势，粗蛋白、可溶性糖、粗脂肪、乳酸、饲用价值呈先升后降的趋势，各指标均在纤维素酶添加量为600 mg/kg时达到最佳。综合混合比例和添加剂两个因素，甘蔗梢与玉米秆以3︰7的比例混合并添加纤维素酶600 mg/kg时，对混合青贮饲料的青贮品质效果最好。

关键词：甘蔗梢玉米秆混合青贮纤维素酶青贮品质