Material and Energy Conversion of Integrated 100,t/a-Scale Bio-Jet Fuel-Range Hydrocarbon Production System via Aqueous Conversion of Biomass

以农业废弃物生物质为原料，利用水相转化技术，进行了百吨/年规模生物航油类烃(C8~C15)合成试运行.过程中采用两步酸解法分别将玉米秸秆中半纤维素和纤维素转化为糠醛和乙酰丙酸，作为生物质基平台化合物.在碱性条件下糠醛与乙酰丙酸经Aldol缩合反应实现碳链增长，生成的长链含氧中间体经过低温预加氢、高温加氢脱氧及精制，生成C8~C15范围内液态烃，可作为生物航油组分.以试运行实验结果为基础，进行了过程的物质与能量转化分析.结果表明，该路线获得液态烃类的基本性质满足合成航油ASTM-7566标准要求，并充分利用了原料中纤维素和半纤维素组分，是一条基于生物质的长链液态烃合成路线，1t航油约需10~12t干基玉米秸秆

人在回路的混合增强智能在Sawyer的研究与验证

机器学习根据历史数据的模式预测未来，近年来进行了大量研究并得到了应用，但在处理动态、非完整、非结构化信息上与人类相去甚远。为此，引入人的决策，结合机器学习、知识库，构建了一个人在回路的混合增强智能闭环系统。基于 Sawyer 协作机器人搭建了人机融合实验平台，设计了机器人抓取实验。实验结果表明，相比单一机器学习方式，在引入人类智能后，Sawyer在应对非结构化环境下的抓取任务中表现更佳

木质纤维素解聚平台分子催化合成航油技术的进展

航油作为一种重要的空中交通燃料,它的不可替代性和航空业碳减排的压力,迫使航空业对生物航油的需求不断加大。由于油脂原料的局限性,使得未来生物航油的原料将趋向多元化发展,逐渐延伸到糖、木质纤维素等原料。木质纤维素类生物质具有储量丰富、廉价易得的优势,以木质纤维素为原料制备航油的技术近年来得到了大力发展。然而木质纤维素组分中的碳链结构与航油分子的碳链结构不匹配,所以木质纤维素制备航油的技术关键在于如何以中间分子,如CO和H2小分子的费托合成路线以及糠醛、乙酰丙酸等木质纤维素解聚平台分子的合成路线,通过合适的催化反应合成长链正/异构烷烃(C8~C16)。由于木质纤维素解聚平台分子保留了原料组分中的碳骨架以及多种功能官能团,比较容易通过合成方法来调控燃料的品质和特性,所以近年来有关木质纤维素解聚平台分子催化合成航油的技术途径及其催化工艺的报道不断涌现。为了充分认识此类航油技术的发展潜力,本文以糠醛、乙酰丙酸、多元醇等几种重要平台分子的碳链构建方式为线索总结了合成航油的各种技术途径和相应的催化工艺。并结合作者的研究工作,从技术应用性和化工过程实现的角度分析了各种技术途径的优缺点以及所面临的共性难题,同时对未来生物航油技术的发展进行了初步展望

木质素基酚类化合物加氢脱氧制取碳氢燃料

木质素是生物质中碳资源密度最高的组分。木质素到高品质液体燃料的转化主要通过其解聚的单环酚类化合物经加氢脱氧工艺来实现。来源于木质素的酚类化合物的加氢脱氧产物一般为C6~C10之间的碳氢化合物,与现有的商品汽油组分碳数分布一致,是理想的交通替代燃料。酚类化合物的加氢脱氧研究近年来发展迅速,文献报道数量激增。本文对硫化态Mo基催化剂、贵金属催化剂及非硫化非贵金属催化剂作用下单环酚类化合物的加氢脱氧反应特性分别进行了回顾,对典型酚类模型化合物在催化反应机理进行了简述,并对载体材料在加氢脱氧过程中的作用进行了介绍。随后,在此基础上总结了当前酚类化合物加氢脱氧过程中的难点,并对下一步的技术发展方向进行展望

农林废弃物制备低碳烯烃系统优化及物质与能量转化分析

该文利用Aspen Plus软件对农林废弃生物质固定床气化、经甲醇制备低碳烯烃工艺路线进行了系统综合模拟,以研究生物低碳烯烃系统的物质和能量转化效果。以生成1t低碳烯烃的生物质原料消耗量RF、耗水量RH2O和耗电量Relec及低碳烯烃能量效率和系统总能量效率ηole和ηT等为性能评价指标,重点分析了气化水蒸气及富氧气与原料质量比(S/B和O/B)、合成气氢碳比和甲醇合成平衡温度等系统参数对系统性能的影响。并运用基于低位热值的能量分析方法,对优化条件下系统的物质和能量转化进行分析评价。结果表明:在S/B=0.26,O/B=0.14,合成气氢碳比为2.0和合成甲醇温度为245℃下,低碳烯烃制备系统性能较优,RF、RH2O、Relec、ηole和ηT分别为7.86t/t、15.9t/t、4.12MWh/t、40.7%和43.0%。系统可实现电力自供,系统耗水主要用于补充冷却塔空气带出的蒸发水。系统能量损失主要来源于空冷换热、冷却塔蒸发散热及排空尾气,占生物质原料能量的24.1%

Progress on Reaction and Catalyst for Production of C5/C6 Alkane Fuels from Cellulose by Catalytic Conversion

介绍了近年来纤维素催化转化制取C5/C6烷烃的反应和催化体系的研究进展,主要论述了纤维素通过水解.加氢脱氧的一锅法过程和纤维素经C6平台化合物的加氢脱氧过程,对天然木质纤维原料、纤维素、葡萄糖及山梨醇转化为烷烃的反应路径及相应的催化剂进行了总结。反应路径主要有山梨醇、异山梨醇、HMF和己内酯反应路径,催化剂主要为金属一酸多功能催化剂,酸催化剂包括金属氧化物、分子筛、杂多酸、离子液态酸性溶剂及无机酸等；金属催化剂主要有Pd、Pt、Ru、Ir、Ni等。其中金属Ru在酸性水热环境中具有良好的催化活性,研究最为广泛。通过分析各种反应途径及相应的催化剂,提出了该研究领域面临的主要问题,并从技术角度对未来应用前景进行了展望

纤维素催化转化制备C5/C6烷烃燃料的反应与催化体系的研究进展

介绍了近年来纤维素催化转化制取C5／C6烷烃的反应和催化体系的研究进展，主要论述了纤维素通过水解．加氢脱氧的一锅法过程和纤维素经C6平台化合物的加氢脱氧过程，对天然木质纤维原料、纤维素、葡萄糖及山梨醇转化为烷烃的反应路径及相应的催化剂进行了总结。反应路径主要有山梨醇、异山梨醇、HMF和己内酯反应路径，催化剂主要为金属一酸多功能催化剂，酸催化剂包括金属氧化物、分子筛、杂多酸、离子液态酸性溶剂及无机酸等；金属催化剂主要有Pd、Pt、Ru、Ir、Ni等。其中金属Ru在酸性水热环境中具有良好的催化活性，研究最为广泛。通过分析各种反应途径及相应的催化剂，提出了该研究领域面临的主要问题，并从技术角度对未来应用前景进行了展望

不同载体ni基催化剂生物质热解气甲烷化反应性能

采用浸渍法制备了Ni 金属负载在不同载体(SiO_2、ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和Al_2O_3-CeO_2)表面形成的催化剂,研究了水蒸气和载体对生物质热解气甲烷化反应性能的影响。结果表明,随着水蒸气量的增加CO 转化率逐渐增大,而甲烷选择性呈现先增加后降低的变化趋势,当n_(water)/n_(gas)比值为0.26时达到最大。载体Al_2O_3相比SiO_2、ZrO_2和CeO_2具有更大的比表面积和Ni 金属分散度,促进了生物质热解气甲烷化反应活性和选择性。相比于Ni-Al_2O_3催化剂,Al_2O_3-CeO_2复合载体具有更多的镍金属负载量活性金属分散度,以及最好的低温甲烷化反应性能。在300℃的低温条件下,Ni-Al_2O_3-CeO_2催化剂的CO 转化率达到97% ,CH_4增长率达到110%