Y-S-Y12发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病的防治及作用机理

为探究解淀粉芽孢杆菌Y-S-Y12拮抗菌发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病的协同防病作用及其作用机理，对不同浓度生物质热解液、拮抗细菌Y-S-Y12菌株的发酵浓缩液及其混配溶液对辣椒炭疽病的抑菌作用进行检测，计算出毒力方程，根据EC50值将两种溶液进行混配，求得最佳配比。通过活体试验检测Y-S-Y12菌株对辣椒炭疽病果实的防治效果，测定叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD)、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（hydrogen peroxidase，CAT）活性，并探究各药剂对辣椒炭疽病病菌菌丝的细胞膜通透性、生理代谢和菌丝形态的影响。结果显示，Y-S-Y12菌株发酵浓缩液和生物质热解液以1∶9混配具有明显的协同增效作用;混配的防效显著高于单剂，防效达到79.62%，进一步说明混配具有增效作用。混剂处理的辣椒炭疽病菌菌丝中的几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性和蛋白酶活性显著高于对照和单剂处理，处理后菌体的保护屏障被打破，使培养液的电导率、外渗液中蛋白质和核酸含量上升。混剂处理的辣椒叶片中SOD、POD、CAT酶活性显著高于对照和单剂处理，说明辣椒植株抗病性增强。综上，Y-S-Y12菌株发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病有协同防病作用，可能是因为Y-S-Y12菌株具有破坏辣椒炭疽病菌菌丝和诱导辣椒植株抗病性作用。研究为辣椒炭疽病无公害防治提供理论依据。     

热解温度对玉米秸秆生物炭稳定性的影响

为了探究热解温度对生物炭稳定性的影响,选用玉米秸秆作为生物质原料,分别在300、500、700℃条件下热解制备生物炭。利用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TGA)表征生物炭的结构和性质,采用H_2O_2和K_2Cr_2O_7氧化法测定生物炭的抗氧化能力。结果表明,生物炭的C含量随热解温度的升高而增加,H和O含量以及H/C和O/C之比则随热解温度的升高而降低,说明了生物炭的芳香化程度增加,稳定性增强。FTIR结果表明,随着热解温度的升高,生物炭中的—OH、C—O—C和—CH等不稳定性集团减少甚至消失。TGA分析表明,随着热解温度的增加,生物炭质量损失由42.9%降低至14.67%,其700℃制备生物炭热稳定性最强。H_2O_2和K_2Cr_2O_7抗氧化结果表明,500℃条件下制备的生物炭的碳损失量最低,分别为7.19%和6.02%,其抗氧化能力最强。     

基于木质素部分脱除及其含量对生物质热解特性的影响

该研究采用固定床热解炉,研究不同木质素含量花生壳、核桃壳样品的裂解行为,利用元素分析、工业分析、气相色谱-质谱联用以及气相色谱法对原料和热解产物进行分析,探究木质素与综纤维素在原始交联结构下的交互作用及其对热解产物分布特性影响。研究结果发现,300℃热解条件下,随着木质素含量的增加,样品中固体产率增加,液体产率和气体产率下降。500、700℃热解条件下,固体产率相比300℃有大幅度的下降,且随样品中木质素含量的增加,固体产率无明显变化,液体产率稍微增加,气体产率下降。500℃时,H2产率很低,随样品中木质素含量的增加,CO2含量减少,CH4含量增加,CO含量有稍微的上升。而700℃时,综纤维素的脱氢、缩合、成环会生成大量的H2。同时,木质素能够促进综纤维素分解生成大量左旋葡聚糖,并抑制其分解;而综纤维素抑制木质素单体愈创木基的脱甲氧基反应,促进苯丙烷基的脱烷基反应,形成更多的酚类化合物。该研究对于生物质组分间交互和产物形成特性研究具有积极意义。     

我国秸秆资源利用现状及其炭化利用展望

随着农村经济发展和农民收入的增加,农村居民生活用能结构正在发生着明显的变化,每年农作物秸秆大量剩余。目前我国秸秆资源化利用途径主要有秸秆肥料化技术、饲料化技术、能源化技术、材料化技术等,已经不能满足发展的需要。近年来,生物质炭化技术作为公认的解决秸秆焚烧问题的可行技术措施之一,日益受到国内外广泛关注。通过把数量巨大的农作物秸秆热解炭化后加以充分开发利用,可以解决可持续发展、节能降耗、环境保护与治理等领域面临的复杂问题,有助于构建低碳高效经济发展模式,对保障国家环境、能源、粮食安全意义重大。     

白云石基多孔陶瓷负载Al2O3催化生物质热解试验

针对生物质热解催化剂煅烧白云石存在机械强度低、容易破碎的问题,提出以白云石和石英砂作为陶瓷主要骨料,烧制后经浓度0. 3、0. 5、1. 0 mol/L Al_2(SO_4)_3溶液处理,制成具有较高机械强度的白云石基多孔陶瓷;以制备的负载Al_2O_3的白云石基多孔陶瓷为催化剂,在水平管式炉上开展玉米秸秆粉催化快速热解试验。结果表明:当白云石与石英砂配比分别为30:70、40:60、45:55、50:50时,随着白云石所占比例的增加,生物油的产率先增大、后减小,生物炭的产率则先减小、后增大,当配比为40∶60时,存在生物油最大产率36. 85%,生物炭最低产率25. 11%。随着Al_2(SO_4)_3溶液浓度的提高,生物油的产率不断减小,生物炭的产率先减小、后又增大,与未经Al2(SO4)3溶液处理相比,生物油产率的降低幅度分别为10. 69%、15. 33%、21. 55%。生物油中醇类物质的相对含量略有增加,酮类、酸类、醛类物质的相对含量逐渐减小,但与不使用催化剂、未经Al_2(SO_4)_3溶液处理时相比,酚类物质的相对含量有显著提高,表明Al2O3的存在有利于酚类物质的生成。热解所产生的不可冷凝生物气主要成分为CO、CO_2、CH_4、H_2,其中CO_2的体积分数最高,约占63%,其次是CO,约占32%。加入制备的白云石基多孔陶瓷后,CO_2、CH_4和H_2的体积分数提高,CO的体积分数降低。     

大兴安岭落叶松林腐殖质的热解特性及烟气成分

为了更好地了解腐殖质的热解规律,以黑龙江省大兴安岭加格达奇地区的落叶松林下腐殖质作为样品材料,采用热重-红外联用技术研究了升温速率、反应气氛及粒径大小对腐殖质热解特性的影响,并检测其热解后的烟气成分。结果表明,随着升温速率的加快,腐殖质进入热解阶段的时间变早,热解反应进行的速度变快;腐殖质在氮气中的热解效果腐殖质在混合气氛中的热解效果腐殖质在空气中的热解效果,腐殖质在空气中的热解质量损失最大;随着腐殖质粒径的增加,热解反应变慢,其热解的最初温度、最终温度、最大质量损失速率和最大质量损失速率对应的温度均呈现增大趋势;无氧条件下,热解产生的烟气成分主要为H_2O、CO_2、CO、烷烃类、苯类、酮类、酚类、醇类和羧酸类等物质;缺氧条件下,主要有H_2O、CO_2、CO、苯类等物质产生;氧气充足条件下,热解产生的气体只有H_2O、CO_2。因此,升温速率越快,越不利于热解反应的进行,活性气氛、粒径增加均有利于热解反应的进行,并且从红外光谱数据可知,氧气是影响腐殖质热解后烟气成分的主要因素。     

秸秆热解多联产模式环境影响评价

为定量评价秸秆热解多联产工程的环境影响,借鉴生命周期评价方法,将秸秆热解多联产系统工程建设单元的物质和能量投入及其环境排放纳入系统边界,对年秸秆处理能力1.0×10~4 t的秸秆热解多联产系统的环境影响进行分析评价。结果表明,不考虑产出品的替代减排,该系统生命周期的环境影响综合指数为175.53。其中,工程建设单元、运行单元和产物利用单元的环境影响潜值分别占18.10%、78.75%和3.15%。钢材和PVC管等物料的环境排放合计占建设单元环境排放综合潜值的93.49%,电力消耗排放占运行单元环境排放综合潜值的93.86%。从资源替代角度看,秸秆燃气替代煤炭、秸秆炭和木醋液分别减施化肥和农药情景下,该项目功能单位的环境影响综合指数为-496.86。秸秆热解多联产系统通过资源替代可有效减少环境排放,具有良好的环境减排效应。在未来秸秆热解多联产系统建设过程中,应选择低碳环保的建筑材料,降低运行电耗。