前言:我們精心挑選了數篇優質生物燃料論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
中圖分類號:TS64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(c)-0253-02
中國擁有豐富的生物制能源.據估計每年產生的可供開發的各種生物制資源達6.56億噸標準煤。[8]居世界能源消費總量第四位的生物質能源具有可再生性,存量豐富,可代替化石燃料,易長期儲存,含硫量低,灰分小,二氧化碳排放接近于零的特點。其供應安全可靠。
生物質致密成型技術是用機械加壓方法,將原來分散沒有一定形狀、密度低的生物質原料壓制成具有一定形狀密度較高的各種固體成型燃料的過程。研究說明,生物質成型燃料加工設備的性能好否,直接與生物質原料的壓縮特性如壓縮力、壓縮密度、壓縮量,一次粉碎的粒度,成型燃料的密度、生產率、能耗等因素有關。
1 成型原理
生物質原料由纖維構成,被粉碎后的生物質原料質地松散,受一定外部壓力后,顆粒經歷位置重新排列、顆粒機械變形和塑性流變等階段。開始時壓力較小,一部分粒子進入粒子間的空隙內,粒子間的相互位置不斷改變,當粒子間所有較大空隙都被能進入的粒子占據后,再增加壓力,只能靠粒子本身變形去充填其周圍的空隙。這時粒子在垂直于最大主應力平面上被延展,當粒子被延展到與相鄰的兩個粒子相互接觸時,再增加壓力,粒子就會相互結合。原來分散粒子被壓縮成型,其體積大幅度減小,密度顯著增大。因非彈性或粘彈性的纖維分子之間的相互纏繞和咬合,外部壓力解除后不恢復原來的結構形狀。
2 含水量研究
林維紀等的實驗研究表明,木質素含量因原料不同有所差異,但生物質致密成型的適宜含水量則近似相同。
樊峰鳴[9]以玉米秸稈、大豆秸稈為原料,采用改進型生物質秸稈成型機,就大粒徑秸稈粒度、含水率等對成型密度、抗水性影響因素進行了研究.結果發現,原料含水率在8%~15%時均很容易壓縮成型,在12%左右成型效果最好。[1]
回彩娟[2]以鋸末和小刨花為原料,認為鋸末和小刨花含水率在15%左右得到的壓塊密度最大,成型效果最好,常溫高壓致密成型允許原料最大含水率為22%左右,原料經室內自然風干后達到的含水率可達成型加工要求且成型效果較好。
李美華[10]以鋸末和小刨花為原料,在主缸壓力不同的情況下,對多個含水率原料進行致密成型試驗,認為在生物質致成型時,使含水率最好控制在5%~15%左右,最高不超過20%,此種狀態下成型率,壓塊密度,成型效率,表面光潔度等指標均較為理想。
郭康權,趙東[11]等曾做過相應模型,解釋含水量對成型的影響,當含水率過低時,粒子沒有充分延展,與四周粒子結合不緊密,不達到成型條件,當含水率過高時,粒子在垂直于最大的主應力方向上充分延展,粒子間能夠嚙合但由于原料中水分過多,被擠出后分布于粒子層之間,使層間不能緊密貼合,也不成型。
張百良[9]等認為,熱壓成型中含水量過高會影響熱量傳遞,并增大物料與模子的摩擦力,在高溫時由于蒸汽量大,會發生氣堵或放炮現象;含水量過低會影響木質素的軟化點,原料內摩擦和抗壓強度增加,造成壓縮能消耗。
P.D.Grover,S.K.Mishra,J.S.Clancy[13]等認為活塞擠壓的物質含水率在10%~15%左右,螺栓擠壓的物質含水率在8%~9%左右為宜。Arun.K.Tripathi;P.V.R.Iyer;TaraChandraKandpal[14]等認為物質含水率在10%~15%經濟效益較好,因為過小的水分磨壓困難,能量消耗大。
Wamukonya等研究表明,當壓力不變且含水量在要求范圍時,隨著含水量升高,壓縮密度可達到最大值。松弛密度一定時,隨含水量升高所需壓力變大,最大壓力值正好對應著含水量上限。在建立的恒定壓力下松弛密度與含水量的指數關系式中,認為壓塊的松弛密度隨含水量升高以指數級下降。
目前國內外文獻來看,研究生物質壓縮含水量范圍還存在較大的差別,這是因壓縮方式、成型模具、成型手段、生物質原料處理方式有較大差異,如活塞沖壓比螺旋擠壓對含水量要求范圍寬,原料顆粒度的大小也是影響壓縮成型的重要因素。
3 成型壓力研究
成型壓力是植物材料壓縮成型最基本的成型條件。只有施加足夠的壓力,原材料才能被壓縮。試驗說明:當壓力較小時,密度隨壓力增大而增大的幅度較大,當壓力增加到一定值以后,成型物密度的增加就變得緩慢。
刺槐枝粉碎后,主油缸壓力在10~60 MPa之間。在壓力較低時(10~20 MPa)壓塊密度隨成型壓力的增大以較大的幅度增大,壓力大于20 MPa條件下,壓塊密度隨成型壓力增大變化趨于穩定,壓縮前后體積比分布在5.16~5.97之間。四倍體刺槐枝韌性好,纖維量高,在較小壓力下壓致成型塊也很堅實。[8]
論文關鍵詞:生物質氣化氣,行駛試驗,排放特性,過量空氣系數
0 引言
隨著化石資源的枯竭和環境污染的加劇,清潔可再生的代用燃料成為發展的必然趨勢。目前,我國應用于機動車的代用燃料主要有壓縮天然氣和液化石油氣,但實質上它們都是化石燃料的衍生品,其發展嚴重受化石燃料的制約。
理論上,生物質氣化氣有合適的熱值和能量密度,能夠滿足作為內燃機燃料的要求,而且可以實現CO2凈“零排放”。早在第一、二次世界大戰期間,生物質氣化氣就已經作為機動車燃料應用于歐美等國家(1);目前,我國生物質氣化氣作為內燃機燃料的試驗工作相繼展開。任永志等(2)試驗研究了內燃式燃氣發電機的運行特性;孟凡生等(3-4)分析了我國低熱值燃氣內燃機的發展及應用現狀,并對生物質氣化氣作為內燃機燃料的燃燒特性做了簡單分析;孟凡彬等(4)試驗研究了生物質氣化氣作為車用燃料初步規律。本文以不同組分生物質氣化氣作為原料,進一步研究了生物質氣化氣作為車用燃料的適應性和排放特性。
1 試驗內容
1.1 試驗原料:
試驗原料為生物質氣化氣,其中1#-6#為生物質空氣氣化氣,7#-12#為生物質富氧氣化氣,具體見表1。
表1 生物質氣化氣組分及熱值
Table 1 the components of producer gas andlow heat value
NO.
CO2/%
C2H4/%
C2H6/%
H2/%
O2/%
N2/%
CH4/%
CO/%
Qv/kJ/m3
1#
9.00
0.00
0.00
15.77
0.99
50.62
0.75
22.88
4853.98
2#
9.68
0.00
0.00
16.73
1.07
49.88
0.97
21.68
4884.89
3#
15.87
0.30
0.00
16.46
0.28
45.06
1.89
20.14
5195.70
4#
15.61
0.31
0.00
15.62
0.22
45.77
2.13
20.32
5222.56
5#
11.42
1.55
0.00
12.92
0.67
49.52
2.28
21.64
5969.60
6#
11.00
1.75
0.00
13.61
0.63
49.30
2.14
21.57
6121.69
7#
24.41
0.71
0.00
32.33
0.00
1.33
3.72
37.50
10022.68
8#
23.55
1.39
0.23
28.73
0.54
4.58
4.89
36.10
10480.57
9#
18.34
0.91
0.20
25.76
0.89
7.55
6.07
40.28
10778.35
10#
13.06
0.53
0.00
28.34
0.36
9.77
2.69
45.25
10078.75
11#
13.36
0.55
0.00
27.92
0.55
11.06
2.70
43.87
9877.44
12#
19.80
1.28
0.00
25.26
1.00
14.01
4.69
論文關鍵詞:小麥,EST-SSR分子標記,可轉移性,禾本科能源植物
能源問題是21世紀人類面臨的嚴峻挑戰之一[1]。隨著社會與經濟的發展,中國對能源的需求將會不斷增加。植物能源是地球貯藏太陽能的一種形式,也是化石能源形成的前體,在太陽能、核能的大規模應用開發之前,植物能源是從化石能源到太陽能過渡期間的、能夠進行大規模開發利用的可再生資源之一。生物燃料屬于植物能源,是以生物質為載體的能源,直接或間接地來源于植物的光合作用。地球上的植物通過光合作用每年生產的生物燃料量,相當于目前人類每年消耗礦物能的20倍。因此,生物燃料的開發生物論文,將是人類利用可再生能源的主要途徑[2]。
高大禾本科植物是最易獲得、生產力高、儲量豐富的木質纖維生物質之一,作為轉化燃料乙醇的原料潛力巨大。以“能源草”作為生物質能源的原材料成本低、效率高,不占用耕地,可利用山坡邊際土地,兼具水土保持的功效論文參考文獻格式。燃燒后產生的污染物也很少,可有效減輕溫室效應、降低環境污染。因此開發高產優質的禾本科能源植物已經成為當前生物質能研究的一個熱點[3]。
斑茅(Saccharum arundinaceum)又名大密、笆茅、大巴茅,是甘蔗屬多年生、密叢高大草本,稈直立,高可達4米以上,莖達2厘米,具有分蘗力強、根系發達、抗旱性強等特性[3]。中國芒(Miscanthus sinensis)、五節芒(Miscanthus floridulus)均為禾本科芒屬植物,具有生長迅速、適應性強,種植成本低、利用率高等多種優勢。目前,歐美多國已開始大面積種植芒屬植物并大規模研究其作為能源作物的開發利用價值[2,4,5]。南荻(Triarrhena lutarioriparia Liu)是原產我國長江流域、伴生于蘆葦叢中的高大草本植物,植物學分類歸屬禾本科荻屬,具有水土保持、固堤防洪、凈化水體和空氣、維護自然生態系統等作用[6]。河八王(Saccharum arundinaceum)為甘蔗的雜交親本[7],菅(Themeda villosa)及香根草(Vetiveriazizanioides)也曾作為水土保持及優良薪炭草種[8]。然而,這些禾本科植物均處于野生狀態,遺傳學研究報道極少生物論文,基因組資源極其匱乏,限制了該類植物的遺傳改良。因此,借助現代分子遺傳與育種學方法對其進行研究改良,培育適宜于大規模生產栽培的能源植物新品種,對于促進這些野生戰略資源植物的開發利用,服務于國家經濟建設具有重要意義。
SSR(Simple Sequence Repeats)即簡單重復序列,又稱微衛星(Microsatellites)DNA,是一種由1-6個核苷酸為重復單位組成的串聯重復序列,同一類微衛星DNA分布在基因組的不同位置上,由于SSR重復次數的不同,而形成SSR座位的多態性[9]。EST-SSR來源于表達的基因片段,作為功能基因的一部分,具有很高的保守性,且可直接用于基因組作圖和基因發掘,尤其可以用于比較基因組學研究[10]。SSR分子標記被證明是現今最可靠實用的DNA分子標記之一,已廣泛應用于農作物的基因組學和遺傳育種學研究。但是,根據傳統方法,開發新的SSR分子標記費時費力且價格昂貴[11]。目前,SSR標記的通用性已被不少研究者證明,如Garcia-Moreno等人研究了向日葵SSR標記對紅花的可轉移性[12]生物論文,Rallo等人研究了橄欖SSR標記對洋橄欖的可轉移性[13],Wang等人研究了紅豆SSR引物對綠豆的可轉移性[14]。
因此,借助與這幾類草本植物親緣關系較近、基因組學研究相對較為深入的、同屬禾本科的小麥EST-SSR引物序列,開發可用于中國芒等野生能源植物的SSR分子標記,將大大地降低開發成本、提高實驗效率。本研究旨在探測小麥EST-SSR引物對這幾種有潛力禾本科能源植物的可轉移性,開發出可靠的SSR分子標記,為這些能源植物的遺傳育種研究奠定基礎論文參考文獻格式。
1材料與方法
1.1實驗材料
1.1.1 植物樣品
植物樣品選用了中國科學院武漢植物園采集保存的、均屬禾本科的7種多年生草本植物。其中斑茅為甘蔗屬,中國芒和五節芒為芒屬,河八王為河八王屬,南荻為荻屬,菅為菅屬,香根草為金須茅屬植物(表1)。于10月上旬采樣,采集新鮮幼嫩葉片約2g,放入裝有50g無水硅膠的密封袋中瞬時干燥,隨后放入-20℃冰箱保存。另外,設置小麥品種中國春(CS)作為SSR擴增對照。
表1 供試的禾本科植物
編號
Code
名種
Species
拉丁名
Latin name
染色體數
Chromosome number
染色體倍數
Chromosome ploidy
A
斑茅
Saccharum arundinaceum
60
2X
B
中國芒
Miscanthus sinensis
38
2X
C
五節芒
Miscanthus floridulus
38
2X
D
河八王
Narenga porphyrocoma
30
2X
E
南荻
Triarrhena lutarioriparia
38
2X
F
菅
Themeda villosa
20
2X
G
香根草
Vetiveria zizanioides
20
2X
CS
小麥
Triticum aestivum