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酸催化生产生物质炭技术简介
人类在发展过程中目前面临能源危机和环境污染双重压力。在能源消费方面,目前世界能源消耗91%的是一次性矿物燃料能源,但矿物燃料是有限的,不可能成为人类的永久性能源。因此寻找可替代化石能源的新能源是人类可持续发展的必由之路。 据估计,全世界每年由光合作用而固定的碳达2×1011 吨,含能量达3×1018 千焦,可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10 倍;生成的可利用干生物质约为1700 亿吨,而目前将其作为能源来利用的仅为13 亿吨,约占其总产量的0.76%,生物质资源开发利用潜力巨大。据测算,我国拥有的生物质能资源为50 亿吨左右,是我国目前总能耗的4 倍左右[5]。生物质资源虽然丰富,但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重,如秸秆等农业废弃物在田间焚烧,林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃,食品加工的壳、皮等被当作垃圾填埋,这不仅污染了环境,还造成了生物质资源的巨大浪费 利用生物质制备炭材料,在能源领域利用可以直接作为燃料使用,可以避免生物质原料本身能量密度低、体积庞大难于运输等弊端,同时相对于燃煤可以减少硫排放,从而减少对环境的污染,但目前制造成本高,只有在特定的场合才使用,目前生物质炭在能源方面主要作为高端的燃料电池正极材料。另一方面生物质炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构以及较好的化学稳定性和机械强度,在环保领域对重金属良好的吸附性能,因此对重金属废水处理及土壤恢复与改良具有巨大的应用潜力[8-14]。 由于传统工艺制造活性炭成本高,因此限制了其应用范围。如何最大限度降低制造成本是科研工作必须努力的方向。 生物质炭的制备方法主要分为:热分解法,微波炭化法,水热炭化法。热分解炭化法是目前制备生物质炭的主要方法,热分解制备生物质炭是在隔绝空气条件下生物质的高温裂解成炭,一般需要炭化与活化两个过程且二者可分步或同步进行。首先炭化过程是在300 –1000 0C下使生物质中分子链中C-O、C-C键断裂成炭,随着温度的升高, 生物质炭的产量降低, 含碳量逐渐增加。活化的目的是利用气体或化学物质改变炭化料的内部结构, 扩大孔体积, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸气、空气、CO2进行活化;化学活化则采用化学物质如NaOH,ZnCl2,KOH, K2CO3等在600~11000C下活化,得到活性生物质炭产品。热分解法的缺点在于反应时间长,反应耗能大,传热效率低和反应原料加热不均匀等。微波炭化法则是通过被加热体内部偶极分子的高频往复运动,使分子间相互碰撞产生大量摩擦热量,继而使物料内外部同时快速均匀升温从而达到裂解及炭化的目的。微波加热具有操作简单、升温速率快、反应效率高、可选择性均匀加热等优点。生物质通过微波炭化处理其活性炭得率较高(一般达到40%左右)且表面积大。但微波炭化的不足在于物料的反应温度不能精确控制,过量的微波辐射将对人体健康有损害且工业化放大过程比较困难。水热炭化法是在一定温度(一般200 ℃)和压强(下将水热反应釜内的生物质( 碳水化合物、有机分子和废弃生物质等) 、催化剂和水进行加热,实现对生物质炭化的过程。水热炭化一般制得的生物质表面积小一般500m2/g以下,同时反应时间长,因此生产成本较高。 总之制备生物质炭材料具有丰富的原料来源,同时在能源及环境方面具有广阔的应用前景,尤其在重金属污染治理及土壤恢复及改良前景更为广阔。但目前生物质转化为炭流程长,分解温度高,造成生产成本高而致使生物质的利用率低。如何更高效、成本更低廉实现生物质的炭转化,无论对于人类能源结构优化及环境保护均有十分重要的现实意义。 本项目提出了一种酸催化裂解炭化生物质原料的方法,采用酸催化直接将生物质分解及炭化,并在低温下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 过程,吸收炭化及活化过程蒸发的酸及液态有机物,酸进行循环利用,实现生物质炭材料绿色制备。由此可以制备出生物质炭材料比表面在1000m2/g以上,得率达到50%以上,从而降低生物质炭的制造成本,拓宽其应用范围。二.技术路线酸催化生产技术路线见下图,生物质粉碎后,采用一定酸浸湿润,干燥后进行炭化及活化,控制在4000C下炭化完全冷却,炭化活化过程进行酸回收并返回使用,炭化完全后冷却,加粘结剂压块便得到生物质炭。  图1 酸催化制备生物质炭工艺流程三.技术开发内容及指标技术开发内容生物质原料的筛选及酸种类的筛选温度、时间工艺参数的优化;粘结剂的选择与添加工艺确定日处理1吨中试放大设备选择与设计;技术指标生物质炭得率大于50%;生物质炭的碳含量高于80%;生物质炭燃烧后的灰分小于5%;生物质炭材料比表面在1000m2/g以上。四.经济效益初步分析生物质炭售价按3000元/吨计算,原材料及处理成本约1500元/吨;按年生产1万吨计算,年效益为=(3000-1500)x10000=1500万元。 本项目作为生物质炭新工艺相对于传统工艺,大幅度提高了生物质炭的转化效率及降低了生产成本,因此经济效益非常显著,如果作为活性炭使用效益更加显著。同时具有很好的推广前景。
清华大学 2021-04-13
一种催化分解磷石膏的方法
本发明涉及一种催化分解磷石膏的方法。其技术方案是:按磷石膏和炭化稻壳的质量比为(20——1)︰1,将磷石膏和炭化稻壳混合均匀,制得混合料。再将所述的混合料放入管式炉中,在600——900℃条件下进行催化分解反应,反应时间为60——180min,反应得到的二氧化硫气体直接制硫酸,反应得到的固体产物为活性石灰、或为硅酸钙、或为活性石灰和硅酸钙。其中:所述磷石膏的粒度为0.175——0.043mm,磷石膏的CaSO4为70——95wt%;所述炭化稻壳的粒度为0.175——0.043mm,炭化稻壳中:C为10——80wt%,SiO2为19——89wt%。本发明不仅能有效降低反应温度、加快反应速度、减少能耗和降低生产成本,且能实现对固体产物成分的精确控制。 (注:本项目发布于2014年)
武汉科技大学 2021-01-12
2021年我国有色金属生产平稳增长 规上有色金属企业利润创新高
“2021年,我国有色金属生产保持平稳增长,固定资产投资恢复正增长,规上有色金属企业实现利润创历史新高,保供稳价成效显著。”中国有色金属工业协会副会长兼秘书长贾明星今日在2021年有色金属工业运行情况发布会上表示,总的来看,有色金属工业实现了“十四五”良好开局。
人民网 2022-02-18
金属卤化物钙钛矿导锂层的构建并用于稳定锂金属电池的研究
姚宏斌课题组充分利用氯基金属卤化物钙钛矿宽带隙、成膜性好、制备简单等优势,开发出基于金属卤化物钙钛矿的梯度导锂层,实现了金属锂负极与电解液的隔离,大幅度提升了锂金属电池的循环稳定性。作为一种新型可溶液加工的离子型半导体材料,金属卤化物钙钛矿成为近年来光电研究领域的热点材料。然而,金属卤化物钙钛矿材料框架内的锂离子传导特性以及相关应用却少有研究。研究人员发现,利用旋涂法制备的金属氯基钙钛矿具有容纳和传输锂离子的特性。研究人员发展了方便的固相转印方法,避免了锂枝晶生长和锂金属电极的粉化。测试表明,在金属卤化物钙钛矿导锂层的保护下,锂电池的稳定性显著提升。
中国科学技术大学 2021-04-11
一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试方法
本发明公开了一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试 方法。该装置包括第一固定板、第二固定板、多个连接拉杆、第一活 动拉杆、第二活动拉杆、两个弹簧、两个固定螺母、两个托杆和两个 条状金属电极。长条状的金属化膜试品能很简单方便地固定于该装置 上,且利用弹簧使条状金属化膜样品处于绷紧状态,通过保证每次试 验中弹簧弹力的一致性,确保多次重复试验中金属化膜样品状况的一 致性;通过条状金属电极与托杆对金属化膜进行固定和电气连接,可 保证金属化膜金属层与条状金属电极接触的稳定性和可靠性;条状金 属化膜试品位于
华中科技大学 2021-04-14
磷酸盐无机铸造粘结剂悬浮液固化剂制备方法和应用
研发阶段/n本发明公开了一种磷酸盐无机铸造粘结剂悬浮液固化剂及其制备方法。在醇类溶剂中,加入有机树脂,搅拌至完全溶解后加入有机酸,再搅拌使之完全溶解后加入粉状氧化镁,再搅拌分散均匀,制得该悬浮液固化剂。本发明还公开了该固化剂在铸造工业中的应用。该磷酸盐无机铸造粘结剂固化剂制备方法简单,所用原料易得,成本较低;该固化剂具有高效、无毒、高悬浮率、高含固量、与粘结剂反应速度适中等优异性能;用该固化剂与无机粘结剂固化所粘结的铸造砂模,固化强度高,固化性能稳定,在混砂过程中无飘灰现象,不会产生粉尘污染,易于在
湖北工业大学 2021-01-12
造影剂r1 核磁共振造影剂驰豫率测试仪
产品详细介绍产品简介:   PQ001核磁共振造影剂驰豫率测试仪是一款经典的小核磁,专为核磁共振造影剂研究应用设计开发而成,该设备配套有造影剂专用弛豫时间测试软件,可以直接测试得到不同浓度造影剂样品的T1、T2弛豫时间,R1、R2弛豫速率以及造影剂样品的弛豫效率r。弛豫时间测试过程非常简单,样品无需特别配置,软件实现中英文双语选择界面,操作简便,易学易用。技术指标:1、磁体类型:永磁体;2、磁场强度:0.5±0.08T,仪器主频率:21.3MHz;3、探头线圈直径:15mm;应用解决方案:1、Gd类,Fe类,Mn类等核磁共振造影剂T1、T2弛豫时间测试,弛豫效率r测试; 2、细胞液弛豫测试  .....应用案例一:T2弛豫时间测试应用案例二:T1 弛豫时间测试应用案例三:r2弛豫效率测试造影剂专用测试软件注:仪器外观如有变动,以产品技术资料为准。
上海纽迈电子科技有限公司 2021-08-23
从氯醇法环氧丙烷废液中提取 1,2-二氯丙烷
成果的背景及主要用途: 我国环氧丙烷生产主要采用氯醇法,即:以丙烯、氯气为原料,经次氯酸氧 化制得氯丙醇,再经皂化制得环氧丙烷。该过程产生的废液主要组分为:50-85% (wt)1,2-二氯丙烷,5-20%(wt)双(- 2-氯异丙基)醚,1-10%(wt)环氧丙烷,1-15% (wt)氯丙醇,0-10%(wt)烯丙基氯,此外,还含有 1%(wt)左右的水和少 量的未知醛、酮等 30 余种组分。该废液占环氧丙烷总产量的 13%左右。 1,2-二氯丙烷是重要的化工原料,可以制备烯丙基氰、环氧丙烷、丙烯、四 氯乙烯、三氯乙烯、氯丙烯、1,2-丙二醇、1,2-丙二胺等多种化工产品。同时, 二氯丙烷可作为油漆的稀释剂,橡胶和树脂等的溶剂,农业用杀虫剂和熏蒸剂, 金属的脱脂剂和擦洗剂等,用途非常广泛。由于氯醇法环氧丙烷废液成分复杂, 因经济效益和工艺技术等原因,目前环氧丙烷废液中的二氯丙烷的回收尚未实现 工业化,同时因该废液颜色发黄且刺激性气味较大,国内各环氧丙烷生产厂家只 能将其作为低端溶剂销售或烧掉。随着环保要求日益严格以及商业竞争日益激烈, 从环氧丙烷废液中提取回收副产物二氯丙烷,可以大大减少污染、降低原料消耗 和能源消耗,从而增强企业的竞争力。 间歇精馏过程处理量小、操作复杂,操作人员劳动强度大,且整个过程塔顶 塔底温度随时间不断变化,精馏设备难以实现的自动控制。而共沸精馏方法中, 所采用的共沸剂为水,由于二氯丙烷在水存在的条件下会水解生产盐酸,因此在 精馏温度 60—100℃下,对设备腐蚀严重,同时共沸精馏产生大量废水。目前, 尚无从氯醇法环氧丙烷废液中提取 1,2-二氯丙烷的工业规模连续精馏分离方法 和装置的报道。天津大学科技成果选编 技术原理与工艺流程简介: 本工艺克服了已有技术存在的处理量小、操作复杂、精馏设备难以实现自动 控制,以及设备腐蚀严重并产生大量废水的不足,提供一种适合于工业生产的可 实现自动控制、连续运行、操作费用低、无设备腐蚀、提取装置简单而且高效的 从氯醇法环氧丙烷废液中提取 1,2-二氯丙烷的工业规模连续精馏方法及装置,所 得 1,2-二氯丙烷产品纯度可达 95-99%(wt),收率 90-95%。 此外,本课题组还可提供双-(2-氯异丙基)醚从从氯醇法环氧丙烷废液中 提取的工艺包。 目前该工艺已申请专利。 应用领域:环氧丙烷生产企业 技术转化条件:根据具体情况面议 合作方式及条件:根据具体情况面议
天津大学 2021-04-11
低碳氮比氨氮废水厌氧氨氧化自养生物处理技术
近些年来,我国水环境中的氮素污染问题日益严重,蓝藻爆发、“水华”、 “赤潮”等水体富营养化现象频发,大量高浓度的低碳氮比氨氮废水未能得到妥 善处理,已经严重影响到我国多种行业的正常发展。我国氮素污染问题日益严 重,而传统脱氮工艺流程长,氧耗大,反硝化碳源不足,脱氮效果低。 厌氧氨氧化工艺是是近年来新兴的含氮废水处理技术,是目前最经济、最 简洁的生物脱氮工艺之一,非常适用于低碳氮比废水的处理。厌氧氨氧化技术 与传统生物脱氮技术相比,它无需曝气和碱度补偿,也无需投加有机碳源,从 而节省了大量能源和物料,大幅降低了废水处理成本。较传统脱氮工艺,该技 术可节省 60%以上的能耗,减少 70%的剩余污泥产量。 
山东大学 2021-04-13
一种采用富氧燃烧技术的热解气化垃圾焚烧炉
本发明公开了一种采用富氧燃烧技术的热解气化垃圾焚烧炉,包括氧气制备单元、氧气注入单元和焚烧炉主体单元;氧气注入单元,与所述氧气制备单元和焚烧炉主体单元连接,其包括增压风机、关断阀和两氧气流量控制装置,每个氧气流量控制装置均包括流量计、调节阀、截止阀、混合器和供风风机;所述关断阀分别与一流量计连接;焚烧炉主体单元,包括焚烧炉本体和烟气净化装置,所述焚烧炉本体包括第一燃室、第二燃室和隔板。本发明能有效解决由于空气中氧含量低或垃圾热值低所造成的燃烧温度低、燃烧效率,污染物排放不达标等问题。
华中科技大学 2021-04-13
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