秸秆炭化烟气两级除尘装置设计及数值模拟

为提高秸秆炭化烟气的除尘效率,在典型旋风分离器基础上,在排气管中增设回转拨指轮,构成两级除尘。利用SolidWorks和ANSYS ICEM软件对其建模和网格划分,在数值模拟软件FLUENT中采用RNG k-ε模型和RSM模型相结合的方法进行流场模拟,建立了流场理论模型。采用DPM模型对颗粒的分离效率进行模拟,测试在同一烟气进口速度(20 m/s)条件下,典型旋风分离器及不同回转转速(0、900、1 450、2 900r/min)下两级式除尘装置内部烟气流场的静压、切向速度、径向速度、轴向速度分布及不同粒径颗粒的分离效率。结果表明,与传统旋风除尘器相比,回转拨指轮对除尘器内的静压有较大的影响,且静压随转速的增大而增大;回转拨指轮转速对流场切向速度亦有较大的影响,随转速提高,切向速度增大,但对径向速度和轴向速度的影响较小;两级除尘及内部回转拨指轮转速对1μm颗粒收集无较大影响,但对于10μm以上的颗粒,可显著提高分离效率,且随转速增大分离效率有所提高,但不同转速对分离效率的影响差异不显著。     

生物炭的结构及其理化特性研究回顾与展望

作为新兴技术,生物炭技术及其应用在近年发展迅速,但由于来源、材质、炭化工艺等存在较大差异,导致生物炭特性及应用效果千差万别,研究结果难以比对甚至相悖,在一定程度上阻碍了生物炭研究与应用的发展。为此,本文从制约生物炭功效发挥的关键因素,即生物炭的结构及理化特性入手,系统梳理了近年有关生物炭的定义、形成、结构、元素及其主要理化特性和调控技术等方面的研究进展,总结分析了生物炭结构及其理化特性的共性、差异性特征及规律,厘清了有关生物炭特性及功能的基本观点、现状和共识。认为,生物炭的结构及其理化特性是影响生物炭作用、功能及效果的最主要因素,决定了生物炭的应用领域、范围、量级、目标和方向,采用改性或优化调控技术是发挥生物炭功效优势、潜力与价值的关键。并从资源与环境的"循环、可持续"发展角度,结合生物炭研究与应用实际,探讨了未来有关生物炭理化特性研究的基本原则和方向,旨在为生物炭基础科学研究与应用技术发展提供基础和参考。     

生物炭与不同植物组合对造纸废水中的Pb2+净化研究

以生物炭及植物为主要研究对象,采用自制装置进行实验,运用正交矩阵分析基质、废水浓度及植物组合的响应,考察生物炭在不同植物组合与造纸废水浓度条件下,对水中Pb2+的去除效果。研究表明:在试验周期内,生物炭能够稳定吸收造纸废水中的Pb2+,在不同类型基质与浓度造纸废水条件下,生物炭对50,175,300mg/kg 3个CODCr浓度的造纸废水中Pb2+的吸收值分别为2.86,2.42,2.57mg/kg,在不同植物组合、基质及废水浓度条件下,测得生物炭在L4、50mg/L,L1、50mg/L条件下对Pb2+吸收量较高,分别为3.24,2.91mg/kg,试验结果表明不同类型基质对造纸废水中Pb2+去除效果影响显著,3种植物生长基质对造纸废水中Pb2+的去除效果为生物炭混合物(生物炭与炉渣)炉渣。不同植物组合条件下,3种植物对Pb2+有不同程度吸收能力,其中以千屈菜最为明显;鸢尾-千屈菜-玉带草组合对废水中Pb2+吸收能力最强;从单一植物和不同植物组合对废水中Pb2+吸收效果可以看出,在3种废水浓度条件下,不同植物组合对废水中Pb2+吸收效果明显优于单一植物。     

生物炭净化造纸废水的效果研究

目前以生物炭为代表的生物质对重金属的吸附表现出良好的应用前景。为确定生物炭对造纸废水中污染物的吸附性能,本研究采用自制装置进行试验,将供试基质材料置于同等大小且底部有孔的塑料花盆内,研究生物炭对造纸废水pH值、CODcr和Pb2+的去除效果,并运用正交矩阵分析所有有效变量。结果表明:生物炭能够有效降低不同浓度造纸废水pH值、CODcr和Pb2+含量。在整个试验周期内,生物炭条件下,浓度为50,175,300mg·L-1的造纸废水pH值依次减少0.89,0.86,1.29,生物炭可效降低造纸废水pH;生物炭对造纸废水CODcr去除率为91.88%,在50mg·L-1条件下,去除效果较为稳定,同时还表明,温度对造纸废水CODcr影响较大,CODcr随温度升高增大后减小;生物炭对造纸废水中Pb2+的吸收值明显高于其他两种基质,表明生物炭对Pb2+有较强的吸附能力,且在pH值为6~8时,生物炭对Pb2+的吸附量随着pH的升高呈减小,说明生物炭可作为一种廉价高效吸附剂用于水体污染修,并提供一定的理论基础。     

生物炭对东北酸性土养分含量、酶活性及大豆产量的影响

我国东北地区存在大面积的酸化土壤,其不良的化学性质严重地制约了作物产量的提升,生物炭可有效调控土壤的养分含量、增加作物产量已得到广泛认同。试验研究了不同用量的生物炭对酸性土化学性质、酶活性、大豆干物质积累及产量的影响。结果表明,生物炭可增加酸性土的全P、全S、全K、全C和C/N,降低Na含量,还可增加蔗糖酶、纤维素酶、蛋白酶和脲酶含量。生物炭增加了大豆干物质积累量和产量,并在15 t·hm~(-2)时达到最大值。     

生物炭用作水稻育苗基质的研究进展

水稻基质育苗是保障水稻安全育苗的重要技术措施,为水稻秧苗健康生长提供有力保证。作者立足于当前水稻育苗技术的发展现状,提出生物炭用作水稻育苗基质的新型、绿色、环保的发展方向;分析了生物炭的理化特性、物理学功效及其对水稻生长的影响;综合评述了以生物炭为核心的炭基水稻育苗基质和其他育苗基质的应用效果及存在的问题;并展望了炭基育苗技术的发展前景,以期为水稻工厂化育苗配套技术体系的建立奠定基础。