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废弃秸秆等生物质低能耗非相变秒级干燥

化工学报 2024年第7期75卷 2433-2445,F0001页

作者：张香港常玉龙汪华林江霞四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学碳中和未来技术学院四川成都610065 华东理工大学资源与环境工程学院上海200237

自主研发并设计搭建了生物质非相变旋流干燥的小试和中试实验装置。小试实验结果表明,在最佳干燥条件下秸秆含水率可从68%降至15%左右,脱水效率可达70%以上,放大规模的实验在中试装置上进行了验证。仿真模拟研究揭示了旋流场内切向、径... 详细信息

自主研发并设计搭建了生物质非相变旋流干燥的小试和中试实验装置。小试实验结果表明,在最佳干燥条件下秸秆含水率可从68%降至15%左右,脱水效率可达70%以上,放大规模的实验在中试装置上进行了验证。仿真模拟研究揭示了旋流场内切向、径向和轴向速度对固液分离的影响。理论计算结果表明干燥过程脱除的水分中有64.81%以非相变液滴形式脱离,说明非相变在干燥过程中占主要地位。机理研究表明水分可从生物质孔道中分离,这是由于生物质在旋流场中发生自公转耦合运动,导致其表面形成孔道,使水分以微液滴形式脱除。此外还对玉米胚芽、酒糟、木屑等生物质进行了实验,均达到接近70%的脱水效率,证明了该技术对生物质种类的普适性。

关键词：生物质干燥旋风分离器计算流体力学低能耗

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乙醇和木糖醇联产酿酒酵母菌株的代谢优化

应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 586-592页

作者：王芯雨杨白雪谢采芸张全缪晡汤岳琴四川大学建筑与环境学院环境生物技术研究中心成都610065 四川省环境保护有机废弃物资源化利用重点实验室成都610065 中石化(大连)石油化工研究院有限公司大连116045 中石化上海工程有限公司上海200120

构建性能优良的发酵葡萄糖和木糖同步生产乙醇和木糖醇的工业酿酒酵母菌株是实现秸秆等木质纤维素原料燃料乙醇和木糖醇同步生产的基础.以前期工作构建的一株具有良好木糖醇积累能力的工程菌株CK17为基础,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,... 详细信息

构建性能优良的发酵葡萄糖和木糖同步生产乙醇和木糖醇的工业酿酒酵母菌株是实现秸秆等木质纤维素原料燃料乙醇和木糖醇同步生产的基础.以前期工作构建的一株具有良好木糖醇积累能力的工程菌株CK17为基础,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,研究菌株内源己糖转运蛋白定点突变、水甘油通道蛋白编码基因FPS1高表达、木糖还原基因拷贝数增加等对菌株在批次发酵条件下代谢木糖积累木糖醇的影响.结果表明,定点突变己糖转运蛋白Hxt3p和Hxt7p获得了工程菌株CM3和CM7,其木糖利用速率分别提升了92.1%和69.0%.将CM3的FPS1基因的启动子替换成TDH3基因启动子获得了工程菌株CM3FTD,其木糖利用速率比CM3提升了32.6%.增加CM3FTD菌株的木糖还原酶基因的拷贝数获得了菌株TX,其木糖利用速率比CM3FTD提升了17.2%.利用秸秆预处理物料进行同步糖化发酵,菌株TX发酵性能较出发菌株CK17得到显著提升,木糖代谢速率提升56.4%,木糖醇浓度和乙醇浓度分别达到57.6 g/kg和48.5g/kg,木糖醇收率接近理论收率,乙醇收率达到0.43g/g.本研究构建的工程菌株为利用秸秆原料同步生产乙醇和木糖醇提供了优良的菌株来源.

关键词：酿酒酵母木糖醇纤维素燃料乙醇秸秆

含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)类芬顿体系研究

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 57-65页

作者：丛伯一刘杨殷浩翔张恒周鹏李伟赖波四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学化学工程学院四川成都610065 中国五冶集团有限公司四川成都610063

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废... 详细信息

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废水,本文利用煤化工废水中酚类有机物的还原性促进Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环,提出了一种利用Fe^(3+)/H_(2)O_(2)类芬顿体系处理煤化工废水的方法。实验结果表明:Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系中COD、TOC、TN、NH3-N的去除率可以达到74.63%、52.62%、10.46%、15.11%;相比于其他体系,Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系出水色度明显降低,UV-Vis光谱下降幅度最大,铁泥量也明显减少。Q-TOF分析结果表明:废水中主要的8种有机物为酚类或具有醛基、羰基、羧基、碳碳双键或者酯基等还原性的官能团。通过测定COD去除率和pH、Fe^(3+)/Fe^(2+)、H_(2)O_(2)等含量随时间的变化趋势,提出了Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系去除有机物的机理:废水中的还原性有机物将Fe^(3+)还原为Fe^(2+),促进Fe^(3+)/Fe^(2+)循环,生成的Fe^(2+)与H_(2)O_(2)发生芬顿反应,实现废水中有机污染物的去除。利用控制变量法,确定了最佳运行工况为:Fe_(2)(SO_(4))_(3)添加量为1.0 g/L、H_(2)O_(2)添加量为50 mmol/L、反应温度为30℃、初始pH为6.8。在此工况下,反应60 min后,煤化工废水的COD、TOC、TN、NH_(3)-N去除效果良好,色度明显降低,BOD_(5)和COD的比值(B/C)从0.17提升至0.47,可生化性大幅提高。本文证实了利用含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系的可行性,降低了运行成本,可为后续研究及工程应用提供理论基础。

关键词： Fe^(3+) H_(2)O_(2) 类芬顿煤化工废水酚类化合物

用于CO分离的含氨基酸盐促进传递膜研究进展

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膜科学与技术 2024年

作者：马玉磊魏静银登国冯超杜文韬黄娅代忠德四川省碳中和技术创新中心四川大学建筑与环境学院四川大学碳中和未来技术学院国家烟气脱硫工程技术研究中心成都信息工程大学资源与环境学院东方电气集团东方锅炉股份有限公司

膜分离法由于其高度模块化、占地面积小、化学排放低或无化学排放和易于操作等优势，被广泛认为是有前途的CO2分离技术。然而，对于气体分离，大多数聚合物膜遵循溶解-扩散机制，因此需要在气体渗透性和选择性之间进行权衡，使CO2分离... 详细信息

膜分离法由于其高度模块化、占地面积小、化学排放低或无化学排放和易于操作等优势，被广泛认为是有前途的CO2分离技术。然而，对于气体分离，大多数聚合物膜遵循溶解-扩散机制，因此需要在气体渗透性和选择性之间进行权衡，使CO2分离膜在工业应用中受到限制。而促进运输膜被认为是克服这一限制的有效解决方案。本文综述了用于CO2捕集的含氨基酸盐促进传递膜的研究进展，并针对目前存在的问题，对未来含氨基酸盐的促进传递膜的发展方向提出了建议。

关键词：氨基酸盐促进传递膜 CO 捕集膜分离

废弃秸秆等生物质低能耗非相变秒级干燥的研究

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化工学报 2024年

作者：张香港常玉龙汪华林江霞四川大学建筑与环境学院四川大学碳中和未来技术学院华东理工大学资源与环境工程学院

自主研发并设计搭建了生物质非相变旋流干燥的小试和中试实验装置。小试实验结果表明，在最佳干燥条件下，秸秆含水率可从68%降至15%左右，脱水效率可达70%以上；放大规模的实验在中试装置上进行了验证。仿真模拟研究揭示了旋流场内切... 详细信息

自主研发并设计搭建了生物质非相变旋流干燥的小试和中试实验装置。小试实验结果表明，在最佳干燥条件下，秸秆含水率可从68%降至15%左右，脱水效率可达70%以上；放大规模的实验在中试装置上进行了验证。仿真模拟研究揭示了旋流场内切向、径向和轴向速度对固液分离的影响。理论计算结果表明，干燥过程脱除的水分中有64.81%以非相变液滴形式脱离，说明了非相变在干燥过程中占主要地位。机理研究表明，水分可从生物质孔道中分离，这是由于生物质在旋流场中发生自公转耦合现象，导致其表面形成孔道，使水分以微液滴形式脱除。此外，还对玉米胚芽、酒糟、木屑等生物质进行了实验，均达到了接近70%的脱水效率，证明了该技术对生物质种类的普适性。

关键词：生物质干燥旋风分离器计算流体力学低能耗

玉米秸秆浓硫酸糖化工艺优化及酸糖分离树脂评价

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四川大学学报（自然科学版） 2024年第4期61卷 287-294页

作者：刘樵星孙照勇汤岳琴四川大学建筑与环境学院成都610065 天府永兴实验室成都610213

可发酵糖生产是制约从木质纤维素生物质经济性生产燃料乙醇的瓶颈环节.基于浓硫酸糖化生产可发酵糖具有高糖回收率和无需纤维素酶投入的优点,本研究探究了玉米秸秆浓酸糖化工艺的优化条件并评价市售树脂分离酸糖的潜力.本文采用浓硫酸溶... 详细信息

可发酵糖生产是制约从木质纤维素生物质经济性生产燃料乙醇的瓶颈环节.基于浓硫酸糖化生产可发酵糖具有高糖回收率和无需纤维素酶投入的优点,本研究探究了玉米秸秆浓酸糖化工艺的优化条件并评价市售树脂分离酸糖的潜力.本文采用浓硫酸溶化-水解两步工艺,考察了关键操作参数酸料比(A/F)、水解温度以及秸秆含水率对糖化效率的影响,获得优化条件(A/F比1.25、水解温度80℃、含水率5%~10%),总糖浓度达到180.4~183.16 g/L,总糖回收率达到79.06%~81.83%;乙酸和色度物质是糖化过程中形成的主要副产物,常见发酵抑制物糠醛和羟甲基糠醛低于抑制发酵临界浓度.糖化液中色度物质可被活性炭吸附有效脱除,脱色糖化液利用筛选的国产市售强基阴离子交换树脂Monojet S4850进行酸糖分离,糖和硫酸之间的分离度约0.59,显示其较好地分离糖化液中的硫酸和糖的潜力.研究结果将为开发面向工业应用的浓硫酸糖化工艺生产可发酵糖提供数据和技术支撑.

关键词：玉米秸秆浓硫酸糖化可发酵糖酸糖分离树脂燃料乙醇

多灾种影响下的西南民族村寨应急疏散空间韧性规划方法——基于贵州省凯里市下司镇清江村的实证检验

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现代城市研究 2024年第3期39卷 54-60页

作者：王超深赵炜张莉四川大学建筑与环境学院四川省哲社重点研究基地“社会发展与社会风险控制研究中心”

传统的应急疏散空间规划主要关注避难场所布局,对疏散通道的关注严重不足,且避难场所选址缺少对多灾种及灾种间相互影响的综合考量,对人群疏散行为特征关注较少。针对上述问题,文章将应急疏散空间划分为避难场所和疏散通道两个层面,并... 详细信息

传统的应急疏散空间规划主要关注避难场所布局,对疏散通道的关注严重不足,且避难场所选址缺少对多灾种及灾种间相互影响的综合考量,对人群疏散行为特征关注较少。针对上述问题,文章将应急疏散空间划分为避难场所和疏散通道两个层面,并从多灾种综合防御的视角进行避难场所的空间选址,给出了考虑多灾种影响的疏散通道重要性和脆弱性指标评价体系,提出了基于经验研判和仿真检验相结合的应急疏散空间规划方法。通过对贵州省清江村的实证检验,发现该方法在灾害类型多的民族地区有较强的适用性,能够明显提升村寨疏散效率;通过应急演练的方式能够有效地加强民众对灾害及避难场所的认知,能够明显地提升村寨的社会韧性。

关键词：综合防灾避难场所疏散通道仿真检验韧性规划

用于CO_(2)分离的含氨基酸盐促进传递膜研究进展

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膜科学与技术 2024年第2期44卷 165-176页

作者：马玉磊魏静银登国冯超杜文韬黄娅代忠德四川大学建筑与环境学院成都610207 国家烟气脱硫工程技术研究中心成都610207 四川省碳中和技术创新中心成都610207 四川大学碳中和未来技术学院成都610207 东方电气集团东方锅炉股份有限公司自贡643001 成都信息工程大学资源与环境学院成都610225

膜分离法由于其高度模块化、占地面积小、化学排放低或无化学排放和易于操作等优势,被广泛认为是有前途的CO_(2)分离技术.然而,对于气体分离,大多数聚合物膜遵循溶解-扩散机制,因此需要在气体渗透性和选择性之间进行权衡,使CO_(2)分离... 详细信息

膜分离法由于其高度模块化、占地面积小、化学排放低或无化学排放和易于操作等优势,被广泛认为是有前途的CO_(2)分离技术.然而,对于气体分离,大多数聚合物膜遵循溶解-扩散机制,因此需要在气体渗透性和选择性之间进行权衡,使CO_(2)分离膜在工业应用中受到限制.而促进传递膜被认为是克服这一限制的有效解决方案.本文综述了用于CO_(2)捕集的含氨基酸盐促进传递膜的研究进展,并针对目前存在的问题,对未来含氨基酸盐的促进传递膜的发展方向提出了建议.

关键词：氨基酸盐促进传递膜 CO_(2)捕集膜分离

硫化纳米零价铁活化过二硫酸盐降解废水中四环素

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 35-45页

作者：叶秋月胡正春王紫宜胥雯赵施怡邓旭盈郭明浩郭娜廖兵成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学生态环境学院国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室四川成都610059 四川聚汇兴源建筑工程设计有限公司四川成都610000 四川建筑职业技术学院四川省城市污泥建材资源化利用工程研究中心四川德阳618000

硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将S-nZVI与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。本文以硫脲为硫源制备高活性S-nZVI,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高... 详细信息

硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将S-nZVI与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。本文以硫脲为硫源制备高活性S-nZVI,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高级氧化体系实现对四环素(TC)的高效降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法分析S-nZVI的组成结构和表面形貌,考察硫铁物质的量的比(S/Fe)、硫化时间、S-nZVI投加量、PDS浓度、溶液初始pH和共存离子对TC降解的影响作用,通过活性物种淬灭实验和电子顺磁共振实验(EPR)探究自由基和非自由基活性物质对TC的降解作用,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析TC降解的可能路径。结果表明:纳米零价铁(nZVI)经硫化改性后,比表面积增大,Fe和S均匀地分布在材料表面;S/Fe对TC降解的影响作用较小,TC降解率与S-nZVI投加量和PDS浓度呈正相关,但随着硫化时间增加呈现降低趋势;S-nZVI/PDS体系在较宽pH范围(pH=5~9)内均具有较优的TC降解效果;反应溶液中存在不同阴离子时,TC降解率受到不同程度抑制作用,其中HCO_(3)^(-)抑制作用最为显著;当S/Fe为0.028、硫化时间为2h、S-nZVI投加量为1g/L、PDS浓度为2mmolL,不调节初始溶液pH时,反应120min后TC降解率可达94.6%;S-nZVI/PDS体系的活性物种除常见自由基(SO_(4)^(·-)和HO^(·))外,还包括非自由基活性物质Fe(Ⅳ),但Fe(Ⅳ)对TC的降解作用较小;TC降解主要通过特定官能团裂解和开环反应进行,最终氧化降解成CO_(2)和H_(2)O。

关键词：硫化纳米零价铁过二硫酸盐四环素影响因素降解机理