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蜈蚣草水热液化后处理及生物油改性
  • ISSN号:1673-9108
  • 期刊名称:《环境工程学报》
  • 分类:X53[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:中南大学冶金与环境学院,长沙410083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51174237,51574294); 中南大学创新驱动项目(2015CX001)
中文摘要:

以典型砷超富集植物——蜈蚣草茎叶收获物为研究对象,开展了水热液化后处理及粗生物油改性实验研究。在粒度75μm、液固比6.7∶1、温度380℃、压强25 MPa条件下,对蜈蚣草进行水热液化后处理后,蜈蚣草茎叶中91.51%以上的重金属进入水溶液,68.56%的生物质转化为粗生物油。经GC-MS检测,粗生物油中有机物成分主要为苯环类23.79%、烷烃类13.96%、酯类20.75%、醇类3.10%、酮类25.11%、烯烃类7.19%;以正十二烷为溶剂,在温度150℃、时间2 h、氢压1.0 MPa以及钯碳催化剂5%的条件下对粗生物油进行催化加氢改性,得到的改性生物油含苯环类1.17%、烷烃类87.75%、酯类1.26%、醛酮类2.70%、烯烃类2.71%。经改性后,粗生物油中苯环类有机物大幅降低,烷烃类有机物大幅增长,热值由38.86 MJ·kg^-1提高到46.85 MJ·kg^-1,有利于生物油的能源化利用。

英文摘要:

This study attempted to separate toxical metals and yield crude bio-oil from the stems and leaves of Pteris vittata,which is an arsenic hyperaccumulator,using a hydrothermal upgrading process. Under the conditions of 75 μm granularity,liquid-solid ratio of 6. 7 ∶ 1,25 MPa pressure,and temperature of 380 ℃,more than 91. 51% of the main heavy metals were separated into an aqueous solution,and 68. 56% of the biomass was converted into crude bio-oil. GC-MS analysis results showed that the organic components of the bio-oil in the cyclohexane phase mainly consisted of 23. 79% benzodiazepines,13. 96% alkane,20. 75% esters,3. 10% alcohols,25. 11% ketones,and 7. 19% olefin. The crude bio-oil was then subjected to catalytic hydrogenation modification under the following conditions: solvent,dodecanoic,temperature of 150 ℃,duration of 2 h,hydrogen pressure of1. 0 MPa and carbon palladium catalyst( Pt 5%) of 0. 5 g. The concentration of the benzodiazepine components were decreased,while the concentration of alkane components increased drastically. The resultant modified biooil was composed of 1. 17%,87. 75%,1. 26%,2. 70%,and 2. 71% benzodiazepines,alkane,esters,ketones,and olefins,respectively. The calorific value increased from 38. 86 MJ ·kg^-1to 46. 85 MJ·kg^-1,which would be beneficial for the energy utilization of heavy metals in the hyperaccumulator harvest.

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期刊信息
  • 《环境工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:曲久辉
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100017
  • 邮箱:
  • 电话:010-62941074
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-9108
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5591/X
  • 邮发代号:82-448
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:20083