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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
解析超高迁移率层状Bi2O2Se半导体的电子结构
超高迁移率层状Bi2O2Se半导体的电子结构及表面特性。首先使用改良的布里奇曼方法得到高质量的层状Bi2O2Se半导体单晶块材,其低温2 K下霍尔迁移率可高达~2.8*105 cm2/Vs(可与最好的石墨烯和量子阱中二维电子气迁移率相比),并观测到显著的舒布尼科夫-德哈斯量子振荡。随后,在超高真空条件下,研究组对所得Bi2O2Se单晶块材进行原位解理,并利用同步辐射光源角分辨光电子能谱(ARPES)获得了非电中性层状Bi2O2Se半导体完整的电子能带结构信息,测得了电子有效质量(~0.14 m0)、费米速度(~1.69*106 m/s,约光速的1/180)及禁带宽度(~0.8 eV)等关键物理参量。
北京大学 2021-04-11
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
现代设施农业“3+2”技术体系
通过“3+2”技术体系的应用与推广,达到节水减肥,全面提高劳动效率、生产效率与产品质量,实现设施农业持续高效发展。设施农业“3+2”技术是国务院有关农业“一控、两减、三基本”政策的全面贯彻与落实,大型的设施结构提高了设施农业规模化程度、机械化程度、土地利用率及劳动效率,基质袋式栽培及水肥一体化技术实现了水分高效利用,化肥施用量显著减少,作物秸秆与畜禽粪便等农业废物循环利用,产品品质大幅度提高的目标。设施农业“3+2”技术已在陕西、甘肃、青海、宁夏等地推广应用。初步估计推广面积1.3万亩以上,节约棚体建造成本3亿元。
西北农林科技大学 2021-05-11
SARS-CoV-2抗原表位研究
2020年3月3日,浙江大学在bioRxiv 预印本平台上传了题为Multi-epitopevaccine design using an immunoinformaticsapproach for 2019 novelcoronavirus in China (SARS-CoV-2)的研究成果。该研究基于可用病毒基因组数据进行计算机模拟,以鉴定B细胞抗原决定簇和人白细胞抗原HLA限制性T细胞抗原决定簇。在鉴定出的61个B细胞表位中19个具有较高潜在的免疫原性,可用于疫苗设计。预测有499个T细胞表位和中国人群中34个较普遍的HLA等位基因具有亲和力。点击查看原文
浙江大学 2021-04-10
SARS-CoV-2的S蛋白研究
2020年3月8日,福建师范大学在bioRxiv上上传了一篇题为 Cryo-electron microscopy structure of the SADS-CoV spike glycoprotein provides insights into an evolution of unique coronavirus spike proteins 的研究,识别了SARS-CoV-2的S蛋白的低温-EM的融合前结构,分辨率为3.55埃。
福建师范大学 2021-04-10
瓠瓜品种华瓠杂2号
可以量产/n成果简介:华瓠杂2号为一代杂种,具有很强的生长势和抗逆性,第一分枝节位在3-4节,分枝1-3节连续着生雌花,雌雄花节位均较低,早熟性好。商品瓜浅绿色,微甜,平均瓜长39.6cm,横径4.02cm,瓜形较粗短,平均单瓜重0.46kg。对霜霉病和白粉病的抗性较强,一般亩产5000 kg左右,温室大棚栽培在8000 kg左右,适宜在长江中下游地区早春大棚保护地、春露地和秋季栽培。该组合为早春设施栽培的优良组合,田间表现对白粉病、霜霉病有明显的耐病性。其维生素C含量7.01mg/100g,可溶性
华中农业大学 2021-01-12
2Z—45机动插秧机
该机型为我国首个引进消化吸收与自主创新相结合的项目。由于该机型的出台,打破了我国步进式插秧机械韩、日产品对我国的垄断。出现了我国第一台能与韩、日同类产品竞争的机型。
扬州大学 2021-04-14
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