玉米秸秆磷钨酸催化液化研究

为改进以浓硫酸为催化剂将生物质催化液化转化为生物质资源不利于工业化生产的现状,研究了以磷钨酸为催化剂、聚乙二醇400(PEG400)作为反应介质对玉米秸秆进行液化反应,利用单因素试验以及正交试验考察了料液质量浓度、反应时间、反应温度和催化剂用量对液化反应的影响.结果表明:以磷钨酸为催化剂,聚乙二醇400为液化剂的条件下,在温度为180℃,时间为60 min,料液质量浓度为0.15 g/mL,磷钨酸用量为2％时,液化率可达90.29％.通过使用红外光谱对玉米秸秆以及液化产物的结构进行分析对比,发现液化反应中生成了大量的羟基,并且产生酯类物质.     

玉米秸秆和小麦秸秆生物炭的热稳定性及化学稳定性

为探究秸秆类农业废弃物所制备生物炭的稳定性,以玉米秸秆和小麦秸秆为原料,分别在200℃和500℃下制备生物炭,通过元素分析、傅里叶红外光谱分析、热重及差热分析等分别探究了生物炭的理化性质及热稳定性。结果表明:玉米秸秆因木质素含量较小麦秸秆高,相同温度下制备的生物炭的热稳定性更高。NaClO、H_2O_2和KMnO4三种氧化剂对生物炭的氧化结果表明,秸秆类生物炭的抗氧化性不仅与高木质素含量有关,且受矿物保护的影响。尤其是在KMnO4体系中,木质素和纤维素含量低、灰分含量高的麦秆及其生物炭的化学稳定性更强,表现出了与热稳定性不同的规律。此外,较高温度下制备的生物炭表现出较强的抗氧化能力,具有较大的碳封存潜力。     

玉米秸秆木屑混合生料地栽香菇技术研究

[目的]为玉米秸秆与木屑组成的混合生料地栽香菇提供依据。[方法]用玉米秸秆粉代替部分木屑(40%)的混合生料和木屑生料地栽香菇,计算香菇产量、生物学转化率、投入产出比。[结果]混合生料的香菇菌丝生长速度快,菌丝长满培养料时间、转色时间、始菇期均比木屑生料提前。生料栽培污染率均比熟料栽培高,且混合生料的比木屑生料的高。混合生料的香菇出菇数量较多,菇体较小,木屑生料的出菇数量相对较少,菇体较大。混合生料香菇的产量和生物学转化率低于木屑生料,投入产出比高于木屑生料,达1∶4.2。[结论]玉米秸秆与木屑组成的混合生料地栽香菇具有原料丰富,生产工艺简单,操作方便,生产成本低等优点。     

玉米秸秆生物炭压制成型特性研究

制取生物炭是农作物秸秆资源化利用的途径之一。秸秆生物炭松散,不便于处理、运输和储存,压制成型是提高生物炭容重的有效措施。为确定生物炭压制成型较优的原料含水率、成型压力、保压时间等工艺参数,以玉米秸秆烧制的生物炭为原料,利用与WDW-200型微机控制电子液压万能试验机配套的压制成型试验装置,以压制后生物炭块的抗破坏强度和尺寸稳定性为成型质量检测指标,通过单因素试验分别研究各因素对生物炭压制成型特性的影响及其较优范围。根据预试验,确定试验生物炭原料含水率分别为12%,14%,16%,18%,20%,22%,24%,成型压力分别为30,40,50,60,70,80,90MPa,保压时间分别为2,5,8,11,14,17,20s。对某一因素进行试验时,将另外两个因素设定在预试验及前一因素试验的较优水平。压制成型后密封保存72h,测定生物炭成型块的尺寸稳定性,并利用压力机测定生物炭块的抗破坏强度。结果表明:含水率、成型压力和保压时间对压制成型生物炭块的抗破坏强度、尺寸稳定性影响极显著。通过对2个成型质量检测指标综合分析,确定压制生物炭较优的含水率范围为18%~22%,成型压力范围为60~80MPa,保压时间范围为5~11s。该结果对生物炭压制成型工艺及装置研制具有参考意义。     

玉米秸秆和青贮揉搓加工试验研究

介绍了作者设计并研制的双轴卧式全混合日粮混合机的揉搓部分的主要结构。为了优化其结构与运动参数,采用二次回归正交旋转组合试验设计对5个试验因素进行了物料揉丝率及物料碎粉率作为综合评价指标的试验研究,得出了其结构与运动参数的合理组合。     

玉米秸秆的可压缩性试验研究

揉碎玉米秸秆的可压缩性对压缩设备的设计、优化以及压缩工艺的选择等均有重要影响。本文通过对揉碎后玉米秸秆可压缩性的试验研究,发现了在含水率、压缩速度一定的条件下,不同喂入量(初始密度)时揉碎玉米秸秆的可压缩特性,获得了体积模量与压缩量(压缩密度)关系曲线,并进行了对比分析。研究结果表明:对揉碎玉米秸秆进行压块处理时,其可压缩性随压缩量(压缩密度)成指数曲线变化规律,曲线中存在明显的拐点;揉碎玉米秸秆在含水率为20%、模孔形状为32mm×32mm×135mm(长×宽×高)、压缩速度为200mm/min时,其最佳压缩密度在240kg/m3左右。     

玉米秸秆炭与炭化温度和时间的关系

[目的]筛选出最适宜炭化温度和时间条件下的生物炭。[方法]以玉米秸秆为生物质炭制作原料,对比研究不同炭化温度(350、450、550℃)和时间(1.5、2.0、2.5 h)制备的玉米秸秆炭的p H、电导率等特性及有机质、氮、磷、钾等元素含量及其间的相互关系。[结果]玉米秸秆炭有机质含量随炭化温度的升高和时间的延长而降低[62.23%(350℃)48.52%(450℃)35.78%(550℃)];在350℃炭化温度下p H随着时间的延长而增大,450和550℃炭化温度下p H基本保持在10左右;电导率随炭化温度和炭化温度的变化不明显,炭化温度350℃对玉米秸秆炭电导率的影响相对较大。玉米秸秆炭中速效钾含量随着温度的升高和时间的延长逐渐增加,全氮和碱解氮则相反,速效磷含量较高,表现出574.53 mg/kg(450℃)493.75 mg/kg(350℃)283.98 mg/kg(550℃)的变化趋势。[结论]350℃(2.5 h)和450℃(2.0 h)制备的玉米秸秆炭的农业利用预期效应较好,农业价值较高。     

玉米秸秆剪切特性试验研究

随着畜牧业的快速发展,草地过牧,退化、沙化严重,饲草、饲料的缺乏问题突出[1],目前我国秸秆饲草化还处于较低的水平.本文通过实验研究玉米秸秆的剪切特性,对不同时期收获的不同生长部位的玉米秸秆进行试验,分析含水率、茎节状况、刀刃角、剪切速度等因素对剪切力的影响[2],为玉米秸秆饲草化机械设计提供参考.     

玉米秸秆还田试验

通过测定玉米秸秆还田对麦田土壤养分、群体结构、小麦产量的影响,分析秸秆还田中存在的问题及解决方法,为玉米秸秆还田提供科学依据.     

玉米秸秆生物炭处理含铜废水效果研究

在环境监测过程中,水污染问题一直备受关注。该文以农业生产中产生的废弃物玉米秸秆为原料,采用限氧控温炭化法制得生物炭,研究其吸附废水中铜离子的性能,考察了生物炭投加量、振荡时间、铜离子初始浓度、以及初始pH值对吸附效果的影响,并作正交实验。实验结果表明:出玉米秸秆生物质炭吸附去除废水中铜离子是可行的;正交试验得出玉米秸秆生物炭吸附铜离子的影响因素大小为振荡时间pH初始浓度投加量,最佳水平组合为振荡时间为3h、投加量为0.6g、铜离子初始浓度为10mg/L、pH为6.3,去除率可达95.5%。     

氧化老化玉米秸秆生物炭吸附镉机理研究

为研究玉米秸秆生物炭在经过模拟自然界老化后对Cd²⁺的吸附响应,本文利用H₂O₂对玉米秸秆生物炭进行氧化老化1、2、3次,利用元素分析仪、扫描电镜、红外光谱及碳谱等分析方法,分析老化前后生物炭对Cd²⁺的吸附及响应机理。结果表明：玉米秸秆生物炭氧化老化过程中形成硅酸盐沉淀;经过H₂O₂老化后H/C、O/C和（O+N）/C的原子比逐渐升高,使得生物炭含氧官能团上升、芳香性减弱、极性增强;老化1次（OYM1）、2次（OYM2）、3次（OYM3）后玉米秸秆生物炭碱性元素逐步被释放,碱性元素较未氧化玉米秸秆生物炭（YM）分别降低了48.23%、95.04%、95.74%;不同处理生物炭对Cd²⁺的最大吸附量表现为： YM（12.42 mg·g^-1） >OYM1（5.98 mg·g^-1） >OYM3（3.88 mg·g^-1） >OYM2（3.61 mg·g^-1）,说明老化作用抑制了其对Cd²⁺的吸附。在玉米秸秆生物炭长期利用过程中,生物炭的老化促进无机组分发挥作用,吸附性能减弱,在进行土壤及水污染修复时应合理使用。     

轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为研究

秸秆的综合利用日益受到关注,为利用轻度炭化技术制备的生物炭以提高玉米秸秆的燃烧值,降低其运输、储存成本,采用微分热重分析仪(DTG)研究了轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为。结果表明:通过TG-DTG三点法得到生物炭的燃烧点为303.89℃。利用Arrhenius方程,可知玉米秸秆生物炭的燃烧为一级反应,活化能为35.45kJ·mol-1。     

基于焦油作为黏结剂的玉米秸秆炭成型工艺研究

为研究玉米秸秆炭成型过程中各参数之间的交互作用,获得最佳工艺参数,该文采用三因素的响应面试验设计研究了混料水分(15%～35%)、成型压力(7～10 k N)、焦油添加量(0～10%)3个参数对成型玉米秸秆炭的抗压强度、松弛密度以及比能耗3个成型指标的影响,建立了响应面模型,获得了最佳工艺参数,并对优化后的试验参数进行了试验验证。结果表明:在选取试验参数范围内,混料水分、成型压力、焦油添加量均会对技术指标产生较大影响;最优的工艺参数组合为混料水分35%、焦油添加量9.87%、成型压力10 kN,在该参数组合下的验证试验结果为抗压强度13 300.57 N、松弛密度701.52 kg/m~3、比能耗0.25 kJ/kg。本研究为成型炭新能源产品的开发提供了理论依据。     

玉米秸秆炭化工艺参数试验研究

为明确炭化过程中玉米秸秆内部温度变化情况,设计了上下隔热的网状试验容器以保证试验过程中热量只沿径向传导至秸秆内部,对炭化炉炉门进行改造以方便连接温度传感器。利用K型热电偶温度传感器对玉米秸秆在恒温炭化过程中内部不同位置温度进行检测,得到其在炭化过程中内部沿径向不同位置的升温规律。以不同的含水率、压缩率和炭化温度为试验因素,以达到稳定温度的平均时间为试验指标,利用SRJX-4-9型金属加热炉来研究玉米秸秆炭化时的工艺参数,并通过正交试验和极差优化分析,以确定最佳工艺参数。试验结果表明:玉米秸秆在恒温热解过程中表现出与试验因素水平和测量位置明显相关的内部温度变化。在正交试验的过程中观察到沿秸秆内部径向均匀放置的4个温度传感器在试验过程中均表现出一致的规律即随着恒温热解的进行,秸秆内部测量点各自在一稳定温度上波动,达到稳定温度的平均时间与不同因素水平的相关性显著。通过对正交试验结果进行极差分析得到适宜工艺参数为:压缩率80%,含水率8%,炭化温度500℃,并通过Matlab中stepwise逐步回归分析得到各因素对试验指标的回归方程。     

玉米秸秆生物炭对尿素分解的影响

为了解生物炭施入土壤后对尿素分解及土壤无机氮积累的影响, 采用两种温度(300 ℃和600 ℃)下热解产生的玉米秸秆生物炭为试验材料, 通过土壤灭菌与不灭菌处理对比, 观察了生物炭施入土壤后对脲酶活性、尿素分解速度、无机氮积累、氨气排放和土壤pH的影响。结果表明:玉米秸秆生物炭在土壤中能够促进尿素的分解, 使外加尿素在2 d内水解完毕, 早于对照处理1 d;NH₄⁺-N积累量和氨气的释放量均高于对照, 短期培养结束后碱解氮含量低于对照。生物炭能够通过刺激土壤氮的矿化作用和微生物对有效氮的固定作用加快氮素的短期循环。     

玉米秸秆还田方法试验研究初报

经过1999～2001年大区对比试验,在玉米宽窄行新耕作技术的基础上,对秸秆不同还田方法进行了深入研究,通过秸秆不同还田方法对土壤物理性状、培肥效果、植株生长发育及产量的影响分析,初步提出了适应新耕作技术的玉米秸秆还田方法。     

玉米秸秆腐熟剂应用试验研究

文章通过应用玉米秸秆加腐熟剂技术,监测土壤理化性状及下茬作物生长状况。试验结果表明,该技术模式能明显增加土壤有机质含量,改善土壤结构,促进下茬作物增产增收。     

碎玉米秸秆青贮打捆试验研究

碎玉米秸秆的压缩特性对压缩工艺的优化、压缩设备的研制等均有重要影响。采用青贮圆捆机对碎玉米秸秆进行卷压试验,研究了不同含水率、喂入量、挤草辊转速对压缩特性的影响,对卷压力与卷压密度的关系进行了分析,建立了碎玉米秸秆卷压过程的压缩模型,为卷压工艺的深入研究和圆捆机的优化设计提供依据。     

富平县玉米秸秆综合利用对比试验研究

玉米秸秆在过去常用来进行焚烧,对环境带来了危害,而如今其是优良的有机肥料。在文中就结合本地情况,就玉米秸秆综合利用进行对比试验,以有效地提高玉米秸秆利用效率。