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国家自然科学基金(51276040): 作品数：15 被引量：48H指数：4; 相关作者：仲兆平丁宽王肖祎刘志超张波更多>>; 相关机构：东南大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>; 相关领域：环境科学与工程化学工程动力工程及工程热物理石油与天然气工程更多>>

稻壳热解提质制取生物油的LCA分析被引量：2: 2017年; 基于建立的稻壳快速热解超临界乙醇提质(PY-USE)和催化加氢提质(PY-CH)生命周期评价(LCA)模型,对两工艺的环境影响潜值进行了计算和比较.结果表明PY-CH生物油的化石资源消耗潜值(FDP),全球变暖潜值(GWP),臭氧层耗竭潜值(ODP),光化学臭氧形成潜值(POCP)和酸化潜值(AP)均比PY-USE工艺低,但人体毒性潜值(HTP)和富营养化潜值(EP)比PY-USE高;两工艺的环境影响的主要来源分别是化石乙醇和农业子系统,使用生物乙醇替代化石乙醇,可降低PY-USE生物油的环境影响潜值;与化石燃料相比,PY-USE和PY-CH生物油的FDP、GWP和ODP降低,HTP、POCP、AP和EP均有所增加,其中PY-USE生物油的GWP与化石柴油,汽油相比分别减少了38.83%及45.93%,PY-CH生物油的GWP相比化石柴油、汽油分别减少了73.50%和76.58%.; 吕子婷仲兆平石坤于点; 关键词：生命周期评价环境影响

异质柱形颗粒与球形颗粒混合流动特性的CFD-DEM数值模拟分析被引量：3: 2017年; 针对成型生物质颗粒与流化介质在气固流化床中的混合流动过程,采用数值模拟对该过程进行描述和分析。应用Fortran语言编程,构建复杂组分的三维气固两相流模型,在介观尺度下对流化床中异质异形颗粒的混合流动模拟问题进行研究。在欧拉和拉格朗日框架下,分别采用不同方法构造柱形颗粒:在CFD模型中,采用虚拟小球法描述柱形颗粒,引入体积分数改进曳力系数公式;在DEM部分,采用球元叠加法构造柱形颗粒,引入软球模型计算颗粒间的碰撞力。基于上述方法,模拟表观气速分别为1.0 m/s和2.0 m/s时的柱形生物质与石英砂混合流动的物理过程,并将模拟结果与试验结果进行对比。研究结果表明:该方法能较好地模拟在鼓泡床状态下异质柱形颗粒与球形颗粒混合流动的过程。; 王恒仲兆平王佳王泽宇王肖祎朱玲莉; 关键词：气固流化床

三维流化床内生物质及石英砂混合颗粒的流动特性被引量：2: 2017年; 选择锯花、花生壳、稻壳、蔗渣为实验对象,将不同质量的生物质与石英砂混合作为床料,加入三维流化床试验台内混合流动,测量床内的压差脉动信号,床高1000mm,截面尺寸为120mm×32mm。实验结果表明当生物质质量分数小于等于2%时,生物质的种类及质量分数对最小流化速度的影响可以忽略不计。利用快速傅里叶变换变换分析压差脉动信号,研究双组分流动特征。结果表明,添加稻壳时压力脉动在低气速下主频位于10~15Hz区间内,并随着气速的增加向20~25Hz的高频区移动;蔗渣、花生壳及锯花等片状生物质在较低气速下主频消失,较高气速下主频存在于10~15Hz区间内。; 顾佳雯仲兆平王恒; 关键词：生物质压力脉动流化床功率谱密度

玉米秸秆和聚丙烯共催化热解试验被引量：4: 2016年; 采用管式炉试验装置研究温度对聚丙烯催化热解、不同聚丙烯与玉米秸秆质量比对热解产物和催化剂结焦的影响.结果表明：在聚丙烯单独催化热解温度为550℃时,热解油产率最大、残渣率为0,产物主要为烯烃和芳香烃.HZSM-5使得汽油馏分增加,产物轻质化,当温度为600℃时,汽油馏分（C6-C12）质量分数达到93%-39%,不同温度下催化剂结焦率均小于1%.聚丙烯和玉米秸秆共催化时存在协同作用,热解产物以质量比1∶1为分界点,质量比大于1∶1,具有烃类产物分布,当质量比小于1∶1时,热解产物为含氧有机物,催化剂结焦量与原料的有效氢碳比具有负相关关系.当共催化质量比为1∶1时,热解油有害组分仅6.49%,烃类产率达71.7%,催化剂结焦率为1.92%.; 宋祖威仲兆平张波吕子婷丁宽; 关键词：共热解 HZSM-5分子筛结焦

水热处理对HZSM-5分子筛催化热解生物质性能的研究被引量：4: 2014年; 本文利用比表面积测试等手段考察水热氛围对催化剂物理化学性质的影响,并通过Py-GC/MS实验研究水热处理的催化剂对生物质催化热解的效果,研究结果表明:随着水热处理温度的提高,ZSM-5分子筛的比表面积逐渐减小;水热处理对HZSM-5催化剂表面酸性中心密度和活性的优化,催化剂脱氧效果得到增强,温度越高越有利于催化剂表面酸性中心密度和活性的优化,促进热解产物的脱氧和提质,并且改善催化裂解过程中的催化剂结焦现象。; 仲兆平张波张波丁宽曹圆媛; 关键词：水热处理 ZSM-5分子筛

生物质快速热解制取液体燃料的技术经济分析被引量：2: 2016年; 为考察生物油超临界乙醇提质方法的能源效率和经济性能,建立了生物质快速热解超临界乙醇提质制取液体燃料工艺流程及其仿真模型.在仿真计算的基础上,对液体燃料生产成本进行计算,将生物质快速热解超临界乙醇提质制取液体燃料与生物质热解催化加氢和纤维素制乙醇方法进行对比,并通过敏感性分析研究了不同因素对液体燃料生产成本的影响.结果表明:液体燃料生产成本为6 052元/t(216元/GJ),略高于生物质热解催化加氢工艺,但明显低于纤维素制乙醇工艺;对液体燃料生产成本影响最大的因素是生物油产率和乙醇价格,提高热解过程中生物油产率和减少提质过程中乙醇消耗均有利于提高系统经济性能.; 张波张波仲兆平于点; 关键词：生物质热解技术经济

Two-step fast microwave-assisted pyrolysis of biomass for bio-oil production using microwave absorbent and HZSM-5 catalyst被引量：3: 2016年; A novel technology of two-step fast microwave-assisted pyrolysis（f MAP） of corn stover for bio-oil production was investigated in the presence of microwave absorbent（Si C） and HZSM-5catalyst. Effects of f MAP temperature and catalyst-to-biomass ratio on bio-oil yield and chemical components were examined. The results showed that this technology, employing microwave, microwave absorbent and HZSM-5 catalyst, was effective and promising for biomass fast pyrolysis. The f MAP temperature of 500°C was considered the optimum condition for maximum yield and best quality of bio-oil. Besides, the bio-oil yield decreased linearly and the chemical components in bio-oil were improved sequentially with the increase of catalyst-to-biomass ratio from 1：100 to 1：20. The elemental compositions of bio-char were also determined. Additionally, compared to one-step f MAP process, two-step f MAP could promote the bio-oil quality with a smaller catalyst-to-biomass ratio.; Bo ZhangZhaoping ZhongQinglong XieShiyu LiuRoger Ruan

基于递归分析的生物质与惰性颗粒混合流动压差脉动信号混沌分析被引量：1: 2016年; 将递归图及其定量分析方法应用于双组分流化床流动混沌分析中,对大颗粒生物质(当量直径为5 mm,密度为350 kg/m3)与石英砂(直径为0.4 mm,密度为2 700 kg/m3)在流化床内混合流动的压差脉动信号进行持续10 s的采样提取,并对其进行递归图和递归定量分析。研究结果表明:在鼓泡流状态下生物质颗粒的存在降低床内流动的随机性,增强系统的平稳性。系统的确定性和周期性随着气速的增加而增强。而当气速小于最小流化风速时,床内流动接近固定床状态,递归特征值的变化规律不明显,系统的随机性较强。; 王泽宇仲兆平王肖祎赵凯; 关键词：生物质流化床多相流

稻壳快速热解超临界乙醇提质系统的-环境分析被引量：1: 2018年; 基于[火用]分析、生命周期评价和[火用]-环境分析方法，对稻壳热解超临界乙醇提质制取生物油系统进行能源利用率和环境性能的综合分析。结果表明，设计工艺下系统的[火用]效率为55．50％；生物油在全生命周期内的温室气体排放量为49．33g CO2-eq／MJ，超临界乙醇提质阶段化石乙醇的使用是生物油生命周期内的主要污染源；[火用]-环境分析表明，热解气冷凝器、焦炭燃烧炉膛、热解载气加热器和烟气冷却器等单元在减少稻壳热解提质制油系统的环境影响方面具有较大的优化潜力。; 吕子婷仲兆平石坤于点; 关键词：[火用]分析生命周期评价

硫酸-乙醇预处理玉米芯制取生物乙醇研究被引量：1: 2016年; 在用木质纤维素生产生物乙醇的过程中,原料的预处理是影响酶解糖化和发酵的关键因素之一。以玉米芯为原料,研究了硫酸-乙醇预处理方法中硫酸质量分数、预处理时间、预处理温度、固液比对酶解的影响。结果表明,硫酸-乙醇预处理的最优工艺条件如下:硫酸质量分数为2%,乙醇体积分数为50%,预处理时间为60 min,预处理温度为120℃,固液比为1∶10(g∶m L)。在该条件下,玉米芯的酶解得率从未处理的11.32%提高到68.48%;玉米芯纤维素质量分数显著增加,从之前的34.48%增加到70.25%;木质素的脱除效果明显,木质素的质量分数从之前的21.43%下降到7.86%,木质素的脱除率达到63.32%。对比预处理前后玉米芯结晶度的变化发现,硫酸-乙醇预处理使玉米芯的晶状结构受到破坏,有利于酶解糖化。预处理后的滤液可以再次回用到预处理过程,减少了蒸馏、回收乙醇的次数,降低了能量消耗,减少了运行成本。; 邓学群仲兆平艾特玲; 关键词：环境工程学玉米芯酶解生物乙醇

国家自然科学基金(51276040)

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