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刘开拓: 作品数：10 被引量：27H指数：3; 供职机构：中原工学院能源与环境学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目郑州市科技攻关计划项目更多>>; 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程更多>>

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温度对麦秆湿解产物特性的影响被引量：3: 2014年; 湿解是一种模拟自然煤化的热化学转化工艺，为研究生物质湿解过程中产物的物化特性，该文以麦秆为原料，在高压反应釜中，进行了反应温度160~240℃，停留时间60 min条件下的湿解实验。研究发现，随温度的升高，固体产物产率逐渐减少，而液体产物产率增加，且在高于220℃以后，变化速度加快，如以生产固体生物炭为主，温度应控制在220℃左右。固体产物中有机官能团随温度的升高而减少，而碳碳双键、羰基和难降解的芳环结构，随温度的升高，红外吸收加强；固体表面的孔隙和微球显示其具有生物炭的结构；200℃的固体产物展现出相对较好的热稳定性。液体产物中含有还原性糖、乙酸、糠醛、5-羟甲基糠醛和5-甲基糠醛，其中还原性糖浓度较高，可以作为液体燃料的原料，随温度的升高，还原糖浓度逐渐增加，200℃后，浓度变化不大。; 郭淑青刘开拓董向元; 关键词：温度麦秆

麦秆水热炭化及反应动力学的研究被引量：3: 2016年; 以麦秆为研究对象,通过水热炭化实验和建立反应动力学模型(考虑灰分),对麦秆水热固体产物的炭化特性和反应动力学参数进行深入研究。结果表明:在200、220和240℃反应温度下,随着停留时间的延长,生物炭质量得率逐渐减少,至停留时间为720 min时,均接近50%;生物炭H/C和O/C物质的量之比逐渐减小,并越来越接近于泥煤甚至褐煤的H/C和O/C物质的量之比。热重分析表明:生物炭展现出较好的热稳定性。以考虑灰分的半纤维素和纤维素两个平行的一级反应动力学模型描述麦秆的水热降解行为,经计算分析,半纤维素和纤维素水热反应活化能分别为54和136 k J/mol。; 郭淑青刘磊董向元刘开拓吴婷婷; 关键词：水热处理炭化麦秆动力学生物炭

生物质水热处理及产物理化特性的试验研究: 生物质水热炭化是目前利用生物质能的重要方式之一，其不但能够固存碳，对缓解能源短缺和环境污染乃至促进经济的可持续发展也有着重要的意义。本文依托国家自然科学基金青年项目“湿解环境下生物质湿解残液中碳元素的迁移固存机制研究”对...; 刘开拓; 关键词：生物质能理化特性

生物质湿解腐殖化和液化产物特性分析被引量：3: 2015年; 在小型湿解实验装置中，对草坪草和梧桐树叶进行不同温度下的湿解实验，考察两种生物质样品湿解固体、液体产物特性及形成机理。研究发现：停留时间为60min时，在160～240℃的温度区间，随温度的升高，两种生物质样品固体产物含碳量增加，但碳固存率下降，200℃时，梧桐树叶较草坪草芳香化和炭化程度高；液体产物产率增多，进入液体产物中的碳份额增多，梧桐树叶较草坪草的液体产物产率和碳份额低；液体产物中还原糖、糠醛、5-羟甲基糠醛、5-甲基糠醛的浓度随温度的升高均呈先升后降的变化趋势，乙酸浓度逐渐增加；生物质湿解产物的形成过程，主要是其化学组分通过一系列的水解、缩聚和芳香化等共同作用的结果。; 郭淑青董向元刘开拓; 关键词：腐殖化生物质温度草坪草

麦秆湿解固体产物腐殖化与炭化特性分析被引量：12: 2015年; 为了研究生物质湿解过程中固体产物的腐殖化和炭化特性,以麦秆为原料,在高温高压反应釜中,进行反应温度为220℃、停留时间30-180 min条件下的湿解实验研究,结合X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）检测分析结果对麦秆湿解固体产物的微观结构和化学组成进行了深入分析。研究发现,麦秆经过湿解处理,固体产物中C元素质量分数从停留时间30 min时的45.86%逐渐增加至180 min时的49.06%;在停留时间为60 min时,XRD谱图上在衍射角2θ约为26°附近就已经出现强峰,微晶结构接近于石墨,并随停留时间的增加,芳香化和炭化程度逐渐提高;固体产物中含有丰富的腐殖质,具有大量的芳香结构和含氧官能团。; 郭淑青董向元刘开拓; 关键词：麦秆炭化腐殖化

不同干燥方式下生物质湿解处理的热力学分析被引量：1: 2014年; 基于生物质湿解腐殖化处理过程中蒸汽的供给和节能与环保的多重考虑，构建了湿解腐殖化处理分别与过热蒸汽干燥及热风干燥联合的系统，并对两种不同干燥方式的系统进行了热力学分析。结果表明，在环境温度20℃，给料含水质量分数30％～65％时，过热蒸汽干燥可以实现29．71％～40．95％的能量自给率；在给料含水质量分数为60％，环境温度5～35℃时，能量自给率大约为28．70％，同热风干燥相比，节煤率都超过了30％。; 朱彩霞郭淑青董向元刘开拓; 关键词：生物质过热蒸汽干燥热风干燥热力学分析

葡萄糖水溶液环境对麦秆水热产物特性的影响: 2015年; 为了研究葡萄糖对水热炭化反应过程和水热焦形成的影响,以麦秆为原料,利用高温高压反应釜,对麦秆在葡萄糖水溶液环境中的炭化反应过程和水热焦理化结构演变及液相产物主要组分浓度分布的变化进行了分析。研究发现,在反应温度220℃,停留时间120 min条件下,随着葡萄糖添加量的增加,水热焦产率和碳质量分数有所增加,而氢和氧质量分数未发生明显改变,当葡萄糖添加量为麦秆质量的0.4倍时,水热焦产率达68.56%;葡萄糖分子阻碍了麦秆中主要化学组分的分解与炭化反应,使得水热焦炭聚合物的红外吸收特征峰减弱,同时XRD衍射峰强度降低,热稳定性下降,如选择水热炭化过程水循环利用,可进行可溶性糖分离;在麦秆与葡萄糖共同水热炭化过程中,葡萄糖以分解反应为主,同未添加葡萄糖的麦秆水热炭化液相产物相比,糠醛、5-HMF和乙酸的质量浓度均有所增加,其中5-HMF增加最为显著,至葡萄糖添加量为4 g时,达20.21 g/L。; 郭淑青吴婷婷董向元刘开拓; 关键词：麦秆葡萄糖

麦秆湿解反应水溶液循环对固形产物的影响被引量：7: 2015年; 为了减少生物质湿解过程的排放和水的消耗,以麦秆为原料,麦秆湿解水溶液为溶剂,在高温高压反应釜中,进行了反应温度为220℃,停留时间为120 min条件下的水循环湿解实验研究,并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析仪的检测分析结果对使用循环水作为溶剂时的麦秆湿解固体产物的微晶结构、化学组成和热稳定性进行了深入分析。研究发现,随水循环次数的增加,固体产物产率和固碳率逐渐增加,同使用新鲜水的麦秆湿解实验相比较,水循环第6次时,固体产物产率和固碳率分别增加至78.7%和92.4%;麦秆湿解固体的有序化程度亦随水循环次数的增加而增加,微晶结构接近于石墨化的程度逐渐提高,有机官能团和脂肪族结构逐渐减少,芳香化和炭化程度逐渐提高;热重分析表明,麦秆湿解固体热稳定性较好,并随水循环次数的增加,热稳定性逐渐增强。麦秆湿解反应水溶液循环利用有益于固体目标产物的生成,并可改善产物的理化特性。; 郭淑青董向元刘开拓; 关键词：麦秆炭化水循环

生物质湿解过程中C和N的迁移行为研究被引量：5: 2015年; 以麦秆、梧桐叶和草坪草为原料,采用小型湿解实验系统,考察不同温度(160、180、200、220、240℃)、60 min停留时间下3种湿解产物中C和N元素的分布形态及其迁移行为。研究发现:温度对生物质湿解产物分布有重要影响,高温有利于湿解液相产物的生成,湿解固体富碳产物产量降低;随反应温度的升高,C以可溶性糖和有机可溶物形式进入液相中的比例明显增加,N和C的迁移特性稍有差异,当达到较高温度(>220℃)后,以可溶性氨态氮或硝态氮进入液相的比例急剧增加;3种生物质样品因其化学结构和组分的不同,其湿解过程中的产物分布及C和N的迁移对温度升高的响应依次增加。; 郭淑青董向元刘开拓; 关键词：生物质 N 迁移

不同干燥方式下生物质湿解处理的热力学分析: 基于生物质湿解腐殖化处理过程中蒸汽的供给和节能与环保的多重考虑,构建了湿解腐殖化处理分别与过热蒸汽干燥及热风干燥联合的系统,并对两种不同干燥方式的系统进行了热力学分析。结果表明,在环境温度20℃,给料含水量30～65%的...; 郭淑青朱彩霞董向元刘开拓; 关键词：生物质过热蒸汽干燥热风干燥热力学分析; 文献传递

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