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相似文献
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1.
基于工业分析指标的秸秆生物炭热值预测   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了有效的预测秸秆生物炭热值,选取棉花、小麦、玉米、油菜和水稻5种农作物秸秆,经过粉碎、干燥后进行炭化处理后,获得175个秸秆生物炭试验样品,并按相关标准测定其热值及灰分、挥发分和固定碳含量。在分析炭化工艺、工业组成与高位热值相关性的基础上,采用回归方法建立基于工业组成的秸秆生物炭热值的预测模型。分析结果表明,对比不同炭化条件下制备的秸秆炭样品的热化工特性,炭化温度对热值影响最明显,保温时间与升温速率对热值影响小。通过方差分析检验,基于工业分析组成建立的秸秆热值曲线拟合方程都是显著的,其中基于灰分、灰分和挥发分、挥发分和固定碳、灰分和固定碳的秸秆热值曲线拟合方程达到了较好的预测精度。  相似文献   

2.
利用热重分析仪,采用热重-差热(DTA-TG)等现代分析测试手段,对石家庄近郊的水稻、小麦、玉米秸秆的热解和燃烧特性进行研究,确定不同升温速率下反应动力学参数。结果表明:秸秆热解分为4个阶段,即干燥阶段、过渡阶段、热解阶段、炭化阶段。随着升温速率的增加,第一阶段的终止温度相似,第二至四阶段中,随升温速率的提高,热解起始温度、质量损失速率最大时候的终止温度和最大质量损失率均提高;秸秆燃烧随着升温速率的增加,秸秆的挥发分析出燃烧温度与固定碳开始燃烧温度都随之变大;研究不同升温速率下的动力学模型,发现秸秆热解和燃烧的动力学参数有所不同;对比不同种类的秸秆燃烧与热解的特性,发现同一地区的玉米秆、稻秆和麦秆这3种生物质的热解与燃烧规律基本一致。  相似文献   

3.
[目的]本文旨在研究热解温度和原料对生物质炭化学性质及官能团的影响,为优化生物质炭的化学性能提供科学依据。[方法]以小麦、水稻和玉米秸秆为原料,在3种温度(350、450和550℃)下进行热解,分别得到小麦秸秆生物质炭(WB350、WB450和WB550)、水稻秸秆生物质炭(RB350、RB450和RB550)和玉米秸秆生物质炭(CB350、CB450和CB550)。分析这些生物质炭的pH值、灰分含量、阳离子交换量(CEC)、全碳和全氮含量,采用红外光谱法和13C核磁共振波谱法分析生物质炭化学结构。[结果]当温度从350℃升至550℃时,小麦、水稻和玉米秸秆炭的pH值和C/N值均显著提高,全氮含量均显著降低;水稻和玉米秸秆炭的灰分含量显著提高,而CEC显著降低。从不同原料来看,当温度为350和550℃时,水稻、玉米和小麦秸秆生物质炭的灰分含量依次递减。同一温度下,玉米秸秆炭的CEC显著高于小麦和水稻秸秆炭的CEC。同一温度下小麦、玉米和水稻秸秆炭的全碳含量依次递减;玉米、水稻和小麦秸秆炭的全氮含量依次递减;小麦、水稻和玉米秸秆生物质炭的C/N值依次递减。随着温度的...  相似文献   

4.
正秸秆作为农业生产的副产品,由大量有机物、少量无机物和水组成,是宝贵的生物资源。我国每年农业生产大约产生秸秆7亿t,位居世界第1位,主要为玉米秸秆、水稻秸秆及小麦秸秆。其中玉米秸秆占9.7%、水稻秸秆占30.5%、小麦秸秆占19.8%。农作物秸秆浑身都是宝,秸秆利用方式从低效燃烧发展到直燃发电、发酵沼气、固化、干馏等,既能提高燃烧效率,又能减轻环境压力。因此,科学利用秸秆,  相似文献   

5.
试验以水稻、小麦、玉米、油菜和棉花秸秆为研究对象,考察不同保温时间对5种秸秆生物炭的炭产率、组成成分、pH、电导率和孔隙结构的影响,并对不同生物炭理化特性的相关性进行分析。结果表明,保温时间和原料种类对秸秆生物炭肥料化利用的理化特性均有显著性影响(P0.05)。秸秆生物炭产率为41%~61%、碳转化率为53%~65%。保温时间从0 min增加到120 min,炭产率减少而生物炭的固定碳含量增加,pH和电导率增加,孔壁变薄孔径增大。保温时间与秸秆生物炭的炭产率、H、O和挥发分含量呈显著的线性负相关,与固定碳含量呈显著线性正相关。保温时间为60~90 min时,秸秆生物炭的H/C1,芳香化程度较高,性质稳定。生物炭表面光滑,内部具有较大的空腔,且生物炭的pH、电导率较高,挥发分含量低,是一种较好的炭基肥添加剂材料。  相似文献   

6.
采用自主设计的民用炉灶燃烧-烟气稀释采样装置,获得安徽淮南和湖北武汉的小麦、玉米、水稻、花生、大豆5类典型农作物秸秆燃烧排放PM_(2.5)及其碳组分的排放因子,分析了排放因子的差异,筛选了碳组分的标识组分。结果表明,秸秆燃烧PM_(2.5)的排放因子随秸秆种类和地区的不同而呈现明显差异,淮南的秸秆燃烧烟气PM_(2.5)排放因子在0.56~7.67 g·kg~(-1),武汉的秸秆燃烧烟气PM_(2.5)排放因子在3.53~7.91 g·kg~(-1);不同种类秸秆烟气PM_(2.5)排放因子有明显差异,花生秸秆燃烧烟气PM_(2.5)的排放因子最高(均值5.98 g·kg~(-1)),是大豆秸秆燃烧烟气PM_(2.5)排放因子(均值2.04 g·kg~(-1))的2.93倍。秸秆燃烧PM_(2.5)的排放因子随秸秆含水率的增加而明显增大。碳组分是5种秸秆燃烧PM_(2.5)的主要成分碳,总碳(TC)占PM_(2.5)的36.40%~65.84%,其中花生秸秆TC排放因子最高(均值2.58 g·kg~(-1)),是小麦秸秆的TC排放因子(均值1.07 g·kg~(-1))的2.41倍;秸秆燃烧PM_(2.5)中的有机碳(OC)浓度远高于元素碳(EC),OC/EC值为2.36~13.73,表明秸秆燃烧对二次气溶胶的形成具有重要影响。淮南及武汉的秸秆燃烧烟气PM_(2.5)中char-EC/soot-EC值为17.20~64.16,char-EC显著高于soot-EC,可作为判断秸秆燃烧源的一个重要指标。主成分分析结果表明,秸秆燃烧PM_(2.5)中的OC1、OC2和EC1在碳组分中贡献较大,因此,OC1、OC2和EC1可作为秸秆燃烧PM_(2.5)的标识性组分。  相似文献   

7.
利用热重-差热(TG-DTA)热分析法研究了向日葵籽壳在不同升温速率和不同质量下的燃烧特性,利用燃烧特性曲线,得到向日葵籽壳的质量损失分为三个阶段:去除水分阶段,挥发份的析出与燃烧阶段和固定碳的燃烧与燃尽阶段。升温速率增大,使着火温度和燃尽温度升高,失重速率加快,放热峰向高温漂移;样品质量对失重和失重速率影响较小,样品的放热量随样品质量增加而增大。  相似文献   

8.
【目的】研究不同升温速率下成型生物质的热解炭化规律。【方法】采用自行设计的热解试验装置,测定不同升温速率(5,7,10,15℃/min)条件下成型生物质热解过程中失重(TG)、失重速率(DTG)、工业成分(挥发分、灰分、固定碳含量)的变化及所需的活化能。【结果】通过动力学拟合,得到描述成型生物质热解过程的最合理机理函数,据此推测成型生物质热解反应机理为内扩散控制过程。当升温速率为10℃/min时,热解过程活化能最小,为195.52kJ/mol。在不同升温速率下,成型生物质热解过程中的TG曲线逐渐向高温区移动,且失重速率呈先增大后减小的趋势,在升温速率为5,7,10,15℃/min时,成型生物质的失重速率分别在322,427,448,554℃时达到最大,其值分别为0.804,0.649,0.512,0.466%/℃,可知在成型生物质热解炭化过程中,随着温度的增加失重速率呈先增大后减小的趋势,达到最大失重速率时的温度随升温速率的增大而升高,热解后成型生物质固定碳含量随着升温速率的增大而降低。【结论】较低升温速率热解有利于成型生物质热解成炭。  相似文献   

9.
菊芋发酵生产生物乙醇的研究报道较多,但是迄今还没有被研究用于生产生物质固体燃料的报道。比较了菊芋、玉米和大豆秸秆加工成的生物质固体燃料的化学组成以及燃烧特性,结果表明:菊芋秸秆加工的生物质固体燃料的燃点和灰分均低于玉米秸秆和大豆秸秆所生产的生物质固体燃料,但其放热量要高于后两者,挥发分高于常规固体燃料加工原料玉米秸秆。菊芋秸秆加工的生物质固体燃料燃烧所释放的酸性气体量极低,燃烧性能明显优于玉米、大豆秸秆等加工的大众固体燃料,因此它是一种有前景、可替代化石能源的新型固体燃料。  相似文献   

10.
本文以天津市7种主要大田作物(小麦、玉米、水稻、棉花、豆类、薯类、花生)为研究对象,计算了作物田间秸秆产量、加工副产物量以及秸秆资源总量,结果表明:2013—2015年天津市主要农作物秸秆资源总量平均为202.46万t,其中玉米和小麦种植面积较大,田间秸秆产量较高,分别为88.08万t和67.95万t,占全市农作物田间秸秆总量的47.86%和36.93%;玉米加工副产物量为14.51万t,占全市农作物加工副产物总量的78.69%。玉米和小麦秸秆资源总量之和占全市秸秆资源总量的85%左右。针对农作物秸秆利用现状及存在的主要问题,提出了秸秆利用的几种途径。  相似文献   

11.
为解决小型农户处理秸秆的问题,设计两箱式烟气间接加热固定床炭化设备,成捆炭化生物质秸秆。该设备利用外加热、高温烟气辅助加热提高炭化室温度分布均匀性,减少热损失。选取刚收获不久的玉米秸秆作为炭化原料,以玉米秸秆的固定碳含量、炭产率、炭化终温为指标,利用正交试验研究风机转速、加热时间、扎捆直径三个可控参数对设备炭化性能的影响。结果表明,设备运行良好,进风量、加热时间、扎捆直径对固定碳含量均有显著影响;扎捆直径对炭产率和炭化终温影响最大。确定最优方案为风机转速2 800 r·min-1、 加热时间4 h、扎捆直径35 cm,此时设备产炭总体收益最高。  相似文献   

12.
作物秸秆剪切力与其饲料营养特性的关系   总被引:3,自引:1,他引:2  
【目的】研究玉米秸、小麦秸和稻草剪切力与其形态学指标、营养成分和瘤胃降解率之间的关系。【方法】选用成熟期收获的玉米秸、小麦秸和稻草,分别测定其秸秆的剪切力,同时测定秸秆的直径、茎厚与线性密度(单位长度重量)及其营养成分含量,采用尼龙袋法测定秸秆干物质(dry matter,DM)、中性洗涤纤维素(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维素(acid detergent fiber,ADF)的瘤胃降解率。【结果】试验中3种秸秆收获时的剪切力、形态学指标(线性密度、直径和茎厚)及剪切力/线性密度均差异显著(P<0.05)。玉米秸、小麦秸和稻草的剪切力与其线性密度、直径和茎厚均呈高度正相关(P<0.001)。3种秸秆的线性密度与剪切力的相关性最高(P<0.05),且以剪切力反映玉米秸线性密度的灵敏程度最高。3种秸秆中的营养成分含量及其营养成分(DM和 NDF)瘤胃降解率与剪切力均有不同程度的相关性,且剪切力预测秸秆型粗饲料NDF瘤胃降解率最精准。剪切力较适于预测玉米秸和稻草的营养成分含量及其瘤胃降解率。【结论】作物秸秆剪切力与其饲料营养特性存在相关性。剪切力可不同程度地预测玉米秸、小麦秸和稻草的营养物质含量、物理性状及养分(DM、NDF和ADF)瘤胃降解率的大小,且3种秸秆中剪切力较适于预测玉米秸和稻草的营养价值评定。选用剪切力评定作物秸秆的营养价值,其灵敏程度不同,需根据秸秆种类确定预测模型。  相似文献   

13.
 通过对去髓和留髓玉米Zea mays秸秆的化学成分、工业分析、元素分析、低位发热量、热动力学以及灰熔点几个方面的特性做对比,发现留髓玉米秸秆木质素较高,占整秆的27.72%,纤维素较低,占整秆的25.65%。相较于留髓玉米秸秆,去髓玉米杆的纤维素(25.47%)和木质素(21.90%)均低于留髓玉米秸秆;留髓的玉米秸秆的固定碳(13.61%)和低位发热量(16 536 J·g-1)都高于留髓玉米秸秆;同时留髓玉米秸秆的活化能和频率因子也要高于去髓玉米秸秆,但留髓玉米秸秆灰的变形温度(1 173 ℃)和软化温度(1 258 ℃)比去髓玉米秸秆低100 ℃以上。研究表明:玉米整秆相较于去髓玉米秸秆更易燃烧且更适合制作燃料,但需要对燃烧锅炉进行改造,期望能够对玉米秸秆制作燃料作为人造板工厂新能源提供一定理论基础。图4表7参13  相似文献   

14.
基于吉林省主要农作物水稻、玉米、薯类、大豆、油料作物的产量,本文利用草谷比系数和可收集系数分区域估算不同种类的农作物秸秆资源量,以未被利用的秸秆资源量为原料,计算秸秆资源的沼气利用潜力。结果表明,2020年吉林省主要农作物秸秆理论资源量为6 522.51万t,可收集资源量为5 393.73万t,中部地区秸秆资源较多,东南地区较少,其中长春市秸秆资源最多。吉林省未被利用的玉米、水稻秸秆资源为1 291.29万t,折合标煤667.30万t,通过沼气工程处置,产沼气潜力为40.16亿~58.67亿m3,折合标煤343.52万~502.00万t,可以减排二氧化碳913.76万~1 335.32万t,能源转化率可达51.48%~75.24%;如果全部用于发电,发电潜力为72.27亿~129.08亿kW·h。产沼气潜力最大的地区是松原市,为8.83亿~12.96亿m3,发电潜力为15.89亿~28.51亿kW·h。通过分析农作物秸秆资源量及空间特征,估算不同地区农作物秸秆的沼气潜力,对吉林省农作物秸秆的合理利用及沼气工程建设发展具有非常重要而深远的意义。  相似文献   

15.
以油菜、小麦、玉米和水稻秸秆为调理剂,与城市污泥混合进行好氧堆肥,研究了不同作物秸秆作调理剂对城市污泥好氧堆肥产品重金属质量分数及形态的影响.结果表明:好氧堆肥使堆体中Cd,Pb和Cr 3种重金属质量分数升高,使Pb,Cr可交换态质量分数及生物有效性降低,但不能降低Cd的生物有效性.其中,添加玉米秸秆有利于Cd的碳酸盐结合态向残渣态转化;添加油菜和水稻秸秆促进Cr分别向有机结合态和残渣态转化;添加玉米秸秆能有效降低Pb碳酸盐结合态质量分数,而水稻秸秆更有利于Pb向残渣态转化.表明4种秸秆作为调理剂对重金属形态的影响有一定的差异,对不同的重金属钝化效果不同,应根据污泥中的重金属选择合适的调理剂.  相似文献   

16.
Returning crop straw to the field not only improves the nitrogen(N) supplying capacity and N retention of soil but also decreases the amount of rural organic waste and prevents air pollution. Therefore, understanding the mechanisms of the N release and re-adsorption dynamics on crop straw residue during straw decomposition in agricultural soil is important, and this understanding can help us strengthen N fertilizer management during the crop growth period. An on-farm incubation experiment was conducted in the Jianghan Plain in Central China under flooded conditions using the nylon mesh bag method. Results showed that the decomposition rate of crop straw was much faster at the beginning of the incubation stage, whereas it was steady during the later stage with no observed differences among the three types of crop straw. After 120 d of incubation, the cumulative decomposition proportion of rice straw, wheat straw and rape straw was 72.9, 56.2, and 66.9%, respectively. The proportion of N that released from the three crop straws was 52.0, 54.4 and 54.9%, respectively. The zeta potentials and Brunauer, Emmett and Teller(BET) surface area of the rice, wheat and rape straw residues increased gradually as the decomposition period progressed. The water adsorption capacity of the rice straw was significantly affected during the decomposition period. The saturated water adsorption capacity of rice straw was the highest at 30 d of decomposition(4.17 g g~(–1)) and then decreased slightly. The saturated water adsorption of wheat and rape straws reached the lowest value at 30 d and then gradually increased and became stable. All the results demonstrated that crop straw and straw residue can re-adsorb NH_4~+ ions from the surrounding solution. The re-adsorption was affected by the decomposition period and concentration of exogenous NH_4~+ and was independent of the crop species via the combined efforts of physical and chemical adsorption, ion exchange and water retention on residue surfaces. Future studies will focus on straw returning and N fertilizer application at different levels of moisture content of the soil reduce potential negative effects such as water-logging and excess N caused by the straw substrate.  相似文献   

17.
张婷 《湖北农业科学》2016,(22):5777-5780
为了研究作物秸秆在腐熟过程中矿质营养的变化,拓展秸秆的应用领域,以玉米、大豆、水稻3种秸秆为材料,分别以腐熟风干的鸡粪和酵母为发酵物进行比较,按干物料与液体比为1∶5混合搅拌,其中秸秆与鸡粪的比例为4∶1,酵母与水的比例为1∶40,密闭发酵50 d,对矿质营养进行测定并分析。结果表明,玉米、大豆、水稻3种秸秆中,酵母处理后秸秆的铵态氮含量均显著高于鸡粪处理。在酵母发酵后,除了大豆秸秆的有效磷含量降低,其他5个处理的有效磷和有效钾含量均高于鸡粪处理的结果。经鸡粪处理的玉米秸秆pH呈碱性,其他处理pH均偏于中性,且各处理均具备了一定缓冲能力。各处理的电导率值均大于100 S/m,秸秆中可溶性盐含量较高。综合而言,在一定程度上加入酵母发酵的秸秆,矿质营养含量高于鸡粪处理,可进一步应用在秸秆还田、栽培基质等方面的研究中。  相似文献   

18.
外源纤维素酶在秸秆还田上的应用研究   总被引:11,自引:2,他引:9  
为探求提高土壤中秸秆发酵效率的新途径,采用室内培养和盆栽土培方式研究了秸秆配施外源纤维素酶对秸秆分解速率及后季作物生长的影响。结果表明,小麦秸秆、玉米秸秆加酶处理与不加酶处理的降解率存在极显著差异(p<0.01),到培养结束时,小麦秸秆加酶处理降解率高出不加酶处理7.10~11.86个百分点,玉米秸秆处理高出8.01~14.04个百分点;秸秆配施纤维素酶还可以促进后季作物生长,盆栽小麦籽粒产量比对照提高17.52%~29.61%,叶绿素含量、根系活力、株高和干物质含量比对照也有所提高。  相似文献   

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