小球藻生物柴油的制备工艺和燃烧反应动力学模型的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:q355868060
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海藻生物柴油被誉为第三代生物柴油,具有原料丰富、生长迅速、不占用耕地等传统生物柴油无法比拟的优点。小球藻是一种较为常见的海藻,在我国各地分布广泛,是一种极具发展潜力的生物柴油原料。本文围绕小球藻生物柴油的制备工艺、理化特性和燃烧反应动力学模型开展研究,为深入研究小球藻生物柴油的燃烧过程,促进小球藻生物柴油的应用和推广提供一定的理论基础。采用不同破壁方法对小球藻进行预处理,采用直接转酯法,结合正交试验和神经网络,分析了不同因素对小球藻生物柴油产率的影响规律,优化了制备工艺条件。研究结果表明,研磨20分钟,超声波振荡40分钟能取得较好的破壁效果;产油率最高可达2.6%,对应的工艺条件为:甲醇海藻的体积质量比为40ml:5g、浓硫酸体积分数3.6%、反应温度75℃、反应时间9h、搅拌速度720r/min。利用气相色谱质谱联用仪(Gas chromatography mass spectrometry,GCMS)测定了小球藻生物柴油的组分及含量,使用密度计、粘度计等仪器测量了小球藻生物柴油密度、粘度等理化特性指标,基于小球藻生物柴油各组分的分子式和含量,利用物性参数估算公式,计算了小球藻生物柴油的十六烷值和低热值,并与柴油、生物柴油国家标准进行了对比分析。结果表明,小球藻生物柴油密度为0.866g/mL,十六烷值为52,运动粘度为4.33mm2·s-1,热值为39.66MJ·kg-1,酯含量为96.7%,制得的小球藻生物柴油的主要理化特性指标均符合生物柴油国家标准。以热值、相对分子质量、碳氢质量分数、氧含量、十六烷值为匹配目标,确定了小球藻生物柴油替代物质的种类和配比,采用“叠加法”构筑了小球藻生物柴油的燃烧反应动力学模型。运用Chemkin-pro软件计算了小球藻生物柴油在激波管中的着火延迟期,并将模拟结果与文献中的试验结果进行了对比分析。结果表明,选取摩尔比为1:1的癸酸甲酯与异辛烷作为替代物质,构筑的小球藻生物柴油的燃烧反应动力学模型,能较好的预测小球藻生物柴油的着火延迟期;该模型包括3563种物质,11194个基元反应,但模型的规模较大,需要简化。利用基于误差传播的直接关系图法(Directed Relation Graph with Error Propagation,DRGEP),针对不同的简化目标,采用Fortran语言编写了简化程序,对小球藻生物柴油的详细燃烧反应动力学模型进行了简化,比较分析了简化前后模型的计算效率和预测性能。研究结果表明,以“OH摩尔分数最大值相对误差不超过10%”,“CO2,H2O反应终了摩尔浓度相对误差都不超过5%”,“CO2反应终了摩尔浓度相对误差不超过5%”为简化目标,得到的简化模型包含的物质种类数分别为216、78、55,基元反应个数分别为1021、252、160;随着模型规模的减小,计算效率显著提高,三种简化模型耗时分别为详细模型的5.4%、1.5%、1.0%。计算误差随模型规模的减小有所增加,在计算癸酸甲酯摩尔分数随时间变化时,三种简化模型的计算误差分别为0.3%、1.1%、2%,简化模型在提高计算效率的同时,能保持较好的预测性能。
其他文献
食之器,由古及今陶瓷一直是主角。承载着食文化的现代陶瓷餐具,也在随着社会文明的发展而不断自我更新。本文试对我国现代陶瓷餐具设计现状中的问题进行分析,从材质、就餐形
液化天然气(LNG)具有热值高、便于运输、燃烧后对环境无负担的优点,是十分理想的绿色环保能源,发展天然气行业是全面提高能源使用效率的核心途径,目前天然气液化已成为备受世
提出一种适用于大规模电网继电保护整定计算新思路,旨在提高计算效率。算法首先搜索全网一次模型结构,在目标区域数量和最少边界支路双重约束下,自动给出最佳分区结果;应用广
为进一步推广应用新技术,为市政设施改造项目提供技术优选指引,对实施并运行一段时间的项目进行后评估。文章以桥梁伸缩缝改造项目为例,进行项目实施全过程评估、项目效益与
3月8日是国际劳动妇女节,又称三八节、妇女节、三八国际妇女节,是世界各国妇女争取和平、平等、发展的节日。一个世纪以来,各国妇女为争取自身的权利做出了不懈的努力。
好莱坞电影以其强大的资本运营能力和营销策略,在世界各地风行无阻,但这并不意味着其能够一直处于绝对主宰和支配的地位。华裔演员在好莱坞一度受到各种不公平待遇,但也有众
<正>党的十八大会议将生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设相提并重,提出了"五位一体"建设中国特色社会主义的目标任务。云南《昭通日报》在解读十八大报
<正>榜样的力量是无穷的,树立典型,用典型教育人、引导人一直是媒体传播社会主义核心价值观的主要方式之一。在以往的典型宣传中,媒体宣传的往往是那些有轰轰烈烈的英雄事迹
目的探讨盐酸戊乙奎醚与阿托品用于小儿麻醉前的临床疗效。方法以我院2014年9月至2015年9月行择期手术的72例患儿为研究对象,将其随机分为两组,各36例患者,对照组和观察组患