秸秆燃气热水器的结构及试验研究

秸秆燃气热水器是以秸秆燃气作热源的容积式常压烟道秸秆燃气热水器。这是一种生物质能源的新型容积式热水器。本文研制了秸秆燃气热水器的专用燃烧室和热交换器,并对秸秆燃气热水器进行了热工性能试验。研究结果表明这种秸秆燃气热水器完全达到国家相关产品标准,具有热效率高、安全、环保和自动化程度高的特点。     

生物质燃气燃烧器技术研究进展

由于当今化石能源日益减少,环境污染加剧,寻找新型可再生能源和提高能源燃烧效率尤为迫切。在总结国内外燃气燃烧器现状、归纳各种燃气燃烧器的特点和应用范围的基础上,结合生物质燃气净化工艺、燃气成分及特性,分析了生物质燃气燃烧器设计的基本思路与要求,详细阐述几种典型生物质燃气燃烧器的结构和特点,提出生物质燃气燃烧器设计的不足及燃气燃烧存在的问题。为进一步提高生物质燃气利用率,结合我国农业与农村生产,提出适宜我国生物质燃气发展的方向。     

新疆秸秆燃气示范工程投入使用

秸秆燃气示范工程,日前在农一师三团场绿岛国家农业现代化示范区正式建成投入使用,从而填补了新疆没有秸秆燃气的空白。秸秆燃气是以麦草、稻草等作原料,将粉碎后的生物质经过“生物质气化机组”进行无明火燃烧产生气化,再用储气罐储存起来,然后用输气管通到家家户户。资料表明,一个三口之家每天做3顿饭及烧开水和洗澡,每天用气量约为5,每立方米气单价为0.1～0.15元,而每产1立方气约需秸秆0.6kg。三团场绿岛国家农业现代化示范区推广秸秆燃气示范工程,总投资80余万元,示范区300多户居民家家用了秸秆燃气。(据《中国农机化报》)…     

户用生物质气化炉焦油净化技术研究

比较了生物质集中供气技术与户用生物质气化技术。通过炉型分析,提出了上吸式生物质气化炉是农村户用气化炉型的理想选择;同时,分析了目前户用生物质气化炉存在的问题,认为催化裂解是户用气化炉焦油净化的有效途径。在分析小型气化炉焦油净化技术的基础上,开发了一种设置二次催化裂解与分离回收装置的新型气化炉。该炉能利用燃气显热,有效回收液态焦油和冷凝水,具有焦油裂解转化效果好、气化炉效率和燃气热值提高等优点。     

科研动态

工业化秸秆燃气成套设备的主要功能是生物质气化。其工作原理是农作物秸秆(稻秸、麦秸、玉米秸、玉米芯、菜籽秸、菜籽壳、谷壳、花生壳、树枝、树叶、木屑、锯末面等)进入气化炉中,在缺氧状况下燃烧反应,也称秸秆气化,使秸秆中的碳、氢元素转换成含一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体,把秸秆中的能量转移到燃气中,其附产物草木灰可作肥料还田。秸秆燃气热值平均为天然气的1/5,即5m~3秸秆燃气相当于1m~3天然气。     

生物质资源的再应用（续2）

8.生物质集中供气技术 生物质集中供气是指以自然村为单位,规模为数十户至数千户的小型燃气发生和供应系统.生物质集中供气系统通常由土建工程、气化机组、过滤净化装置、储气装置、输送管道和用户终端等部分组成.     

多体式秸秆生物质气化炉的设计

生物质能是一种清洁、可再生的能源,秸秆生物质能的开发、应用具有广阔前景,而气化燃烧是秸秆生物质能利用的一种形式。针对小型家用生物质气化炉在使用中存在气化气中焦油、灰分含量多,物料连续添加工艺复杂,而物料间断供给使用不便等问题,提出一种多体式秸秆生物质气化炉的设计。通过3个气化燃烧炉体且内炉体可拆卸,空气气化剂预热、均布供给,焦油及灰尘杂质二级净化处置等结构设计,可使得生物质物料装填工况满足家用炊事需求、保证气化反应工艺要求、有效去除气化气中焦油及灰尘杂质。多体式秸秆生物质气化炉的使用推广,可实现对秸秆生物质能源有效利用,也有助于解决秸秆生物质资源浪费及污染问题。     

氮气和含氧气氛下玉米秸秆热解气化产气规律研究

为了探究秸秆类生物质在热解和气化过程中的产气规律,以我国东北地区典型的玉米秸秆为原料,基于自行建立的管式炉生物质热解气化实验装置,系统研究了玉米秸秆在氮气气氛下热解和在含氧气氛下气化过程中CO、H2、CO2、CH4和CnHm等小分子生物质燃气成分的释放特性,对比分析了不同热解温度和气化温度对不同燃气组分释放规律及其产率的影响。实验结果表明：玉米秸秆热解过程中最先释放的小分子气相产物是CO和CO2;当温度升高时生物质燃气中逐渐出现CH4和H2,且随着热解温度升高,CO的产率峰值最先出现且峰值出现在升温阶段,而CO2、CH4和H2的产率峰值几乎同时出现在恒温阶段;热解温度升高,玉米秸秆热解产生的CO体积分数几乎没有变化,而CO2的占比则随着温度的升高而降低;在400~500℃之间CH4体积分数随着热解温度的升高而增加,在500℃以后,基本稳定在13%。在O.2体积分数为8%、N2体积分数为92%的含氧气氛下,随着气化温度的升高,玉米秸秆气化产生CO2气体的体积分数呈先增加后降低的趋势,而CO的体积分数随着温度的升高而增大,这说明高温气化条件下更有利于CO的释放,而低温条件下有利于CO2的产生。     

生物质热解利用系统的实验研究

根据产气量为20m3/h的热解炉,以玉米秸秆颗粒为生物质原料,对额定功率为10kW的燃气发电系统及其相关的焦油裂解装置进行了研究,得出玉米秸秆颗粒在热解温度为470℃左右时,燃气的热值最高,以煅烧的白云石和镍基催化剂组成的焦油裂解装置,在催化裂解温度为850℃时,可达97%以上的焦油裂解率.结合对热解气副产物生物质炭的分析,得出了生物质热解利用系统的产出能量大概分布,为生物质能源的高效综合利用提供一定的参考.     

生物质基燃气发电项目的研究与应用

生物质基燃气主要包括气化燃气和沼气两种.为此,阐述了生物质基燃气生产技术,重点介绍了一种新型无焦油生物质气化技术.同时,分析了燃气特性,包括组成成分、热值、燃烧特性等,并与发动机其它气体代用燃料进行了比较;指出了开发生物质基燃气发动机的关键环节,之后介绍了目前我国生物质基燃气发动机的现状,最后归纳了生物基燃气发电项目实现产业化的关键.     

几种沼气池密封涂料产品性能的测试研究

对用于沼气池密封的水泥掺合型涂料和直接使用密封涂料进行了各种性能指标(包括外观、亲和性、贮存稳定性、耐热度、耐碱性、耐酸性、固体含量、干燥时间、抗渗性和空气渗透率等项目)的测试.试验结果表明:两种类型涂料的外观、亲和性、固体含量、贮存稳定性、耐热度、耐酸耐碱性和干燥时间较好.密封性能差别较大,抗水渗性在3%以下占43%;空气渗透率在3%以下仅占29%,反映了涂料密封性能有待提高.     

基于微机监控系统的泵站经济运行

淮安第一抽水站加固工程中，主辅机系统和站用电系统全部实现了计算机自动控制。主机组在该系统的控制下，不仅能根据调度指定的流量自动启停机组，而且还能自动调节叶片的角度至最优工况，实现泵站的经济运行。微机监控系统采用局域网的全分布式开放系统结构，实现了远程监控功能，能进行功能扩充，系统先进、可靠。泵站经济运行是以抽水功率最小为目标函数，总流量、机组过水能力和抽水功率为约束条件，采用双态规划技术进行优化。泵站流量的确定采用上下游水位测量和计算相结合的方法。基于该微机监控系统和经济运行理论的泵站可以取得良好的经济效益，可在建设中的南水北调工程中推广应用。     

长期畜禽养殖污水灌溉对土壤养分和重金属积累的影响

在浙北地区选择了16个样区(包括7个水田样区和9个蔬菜地样区),每个样区同时采集了畜禽养殖污水长期灌溉农田与无污水灌溉历史的对照农田土壤样品,比较分析了土壤中养分和重金属积累状况。结果表明,长期畜禽养殖污水灌溉可明显增加表层土壤(0~20 cm)有机C、全N、全P、Cu、Zn、As、Cd、盐分、NH4+-N、NO3--N、有效P和有效K的含量,但对土壤pH、全K、Pb、Ni、Cr、Hg的影响不明显。畜禽养殖污水灌溉对蔬菜地的影响明显大于水田。典型样区土壤垂直剖面分析结果表明,长期畜禽污水灌溉也可对剖面中20~60 cm土层的NH4+-N、NO3--N和有效P含量也产生一定的影响。     

中国智能农机装备标准体系框架构建与研制建议

针对中国智能农机装备标准化工作中缺乏系统性标准体系指导的问题，本研究构建了中国智能农机装备标准体系框架。首先从标准体系、具体标准、国际化水平等方面分析了中国智能农机装备标准化现状及存在问题；依托智能农机装备标准体系框架构建的目标及原则，总结了级别、约束力、通用性、性质、对象、标准类别、参考模型、行业分类、产业环节等构成标准体系框架的维度。之后利用级别、类别、产业环节构建了中国智能农机装备标准体系三维框架结构，并将其二维分解为基础层、共性通用层和应用领域层。最后提出了中国智能农机装备标准研究与编制的建议。本研究可为中国智能农机装备标准的制修订、实施与服务提供系统性指导，引领中国智能农机装备产业快速发展。     

弥雾微喷对葡萄光合特性、产量及品质的影响

为研究滴灌+冠层弥雾微喷(降温增湿措施)模式对葡萄光合特性,生理指标及产量品质的影响,试验设定微喷处理(WP1,WP2与WP3)与对照处理(CK)4个处理,在果粒膨大期测定不同处理的光合特性,果粒体积,产量与品质等数据结果显示:微喷处理胞间CO₂浓度日变化幅度均低于对照处理,微喷处理中WP1处理的胞间CO₂浓度最低;各处理的净光合速率均呈现“M”变化规律,在14:00出现“午休”现象,但微喷处理比对照处理“午休”时长较短,且WP1处理在14:00净光合速率降低幅度较小,各处理果粒体积与增长速率大小依次为WP1,WP2,WP3,CK,各处理的果粒体积增长速率均在7月15日达到最大.使用熵值法对各处理的产量与品质进行评价,各处理得分大小依次为WP1,WP2,CK,WP3.说明每日恰当的微喷处理可以显著提高葡萄净光合速率,果粒体积与果粒体积增长速率,产量与品质,但当微喷时间较长时也会影响葡萄产量与品质,因此以微喷1 h/d为最优.     

设施温室影像采集与环境监测机器人系统设计及应用

中国设施园艺近30年来发展迅速，面积目前居世界首位，但由于务农人数呈下降趋势，如何用“机器代替人力”成为当前研究热点。为实现设施温室生产的数据感知环节作物影像和环境监测数据精细化采集，本研究设计了一套多自由度设施温室影像采集与环境监测机器人系统。机器人由感知中枢、决策中枢和执行中枢三部分构成，分别进行机器视角环境感知、数据分析与决策指令生成和动作执行。在感知层实现多角度图像、实时视频和监测数据网格化精确采集，为作物多源异构数据精细化汇聚奠定基础；传输层通过无线网桥将监测数据与控制指令汇聚至本地数据中心；数据处理层通过作物基础模型分析进行控制指令反馈信息，同时对上传图像进行预处理；最终在应用层提供web端和手机端智能服务。系统可广泛地应用在设施温室生产与研究中，用于黄瓜、番茄、大棚桃等作物的全生育期图像、实时视频和监测数据收集与分析处理，已在北京小汤山国家精准农业基地7号日光温室、石家庄市农林科学研究院5号日光温室进行示范应用，取得了较好的效果。     

农业模型发展分析及应用案例

农业模型、农业人工智能及数据分析等技术贯穿于智慧农业的信息感知、信息传输、信息处理与控制全过程,是智慧农业的核心技术。为进一步明晰农业模型的内涵和作用,促进农业模型进一步研究及应用,推动智慧农业健康、稳定和可持续发展,本研究采用系统分析、比较及关系框图等方法,分析了农业模型的内涵,阐述了农业模型和智慧农业要素与过程的关系,明确了农业模型的作用并附以应用案例,比较了农业模型的国内外重要发展动态与趋势。国内外农业模型研究与应用重要进展比较表明,农业模型研究应用需要考虑农业生物要素的4个水平、农业环境要素的6个尺度、农业技术与农业经济要素的6个层次并采用相应方法进行,农业模型环境要素空间多尺度研究应用有较大发展潜力;农业模型与分子遗传学、感知技术及人工智能技术结合,农业模型研究应用的公私有组织协作,粮食安全挑战将成为农业模型进一步发展的重要推动力,且需更注重将各种农业系统模拟、数据库、和谐性与开放数据及决策支持系统相连接。中国农业模型研究与应用已形成具有中国特色的作物模型系列,也融入农业模型的互比较与改进、智慧农业等世界潮流,需要抢抓机遇,加快发展。农业模型是农业系统要素内及要素间关系的定量化表达,是农业科学定量与综合的重要方法,具有认识论价值,它与感知技术的结合可以在智慧农业数据获取与处理中发挥不可或缺的作用,成为信息农业技术落地应用的重要桥梁和纽带。     

我国喷灌技术发展面临的主要问题及对策

我国喷灌的发展经历从引进到仿制创新,从自发研制到国家组织、计划攻关,在品种繁杂到系列化、标准化的过程,其中有高潮也有低谷.经过近40年的发展,我国的喷灌出现了设备生产混乱、性能差系列化程度低、自有技术少等一些问题,同样也存在投资与效益、制度与体制的问题.未来发展将主要集中在以下几个方面:低压低能耗、综合利用清洁能源、喷灌机组逐渐轻型化控制面积增大、自动控制和精量控制.文中提出我国喷灌发展的对策:一是开发适合我国国情的喷灌机组,降低价格,形成中国特色的喷灌系列产品;二是加大科研力度,拥有一批具有自主产权的专利技术;三是加快设备的研制与产业化进程;四是因地制宜地发展喷灌,讲求社会、生态和经济效益并举.     

菌苞、木屑和烟秆颗粒燃料成型特性研究

压力和温度是影响生物质颗粒燃料成型品质的重要工艺参数。为此,在湿度12%、粉碎机筛眼直径2 mm、压力4.5 k N的条件下,研究温度为8 0℃、9 0℃、1 0 0℃、1 1 0℃、1 2 0℃对菌苞、木屑和烟秆3种生物质颗粒燃料成型品质的影响;在湿度12%、粉碎机筛眼直径2 mm、温度100℃的条件下,研究了压力为1.5、3、4.5、6、7.5 k N下对以上3种生物质颗粒燃料成型品质的影响;最后,通过对3种生物质颗粒燃料成型后的密度与径向抗压力进行对比分析,找到3种生物质颗粒材料成型品质达到最佳时所需的温度和压力,为不同生物质颗粒燃料的生产提供参考。