炭化温度和时间对葡萄枝条炭和棉杆炭特性的影响

为探索适宜于农业应用的葡萄枝条炭与棉杆炭生产条件,将剪短的葡萄枝条和棉花秸秆在不同温度(300℃、450℃、600℃)与时间(1h、2h、4h、6h)组合条件下置于马弗炉中缺氧炭化,测定炭化后2种原料的出炭率、理化特性和元素组成,比较分析不同炭化温度和时间下2种生物炭特性和元素组成,评价其农用性质。结果表明:(1)随着炭化温度的升高和炭化时间的延长,葡萄枝条炭和棉杆炭的出炭率逐渐下降,且葡萄枝条的出炭率(33.14%)低于棉花秸秆(38.19%)。(2)生物炭的pH和电导率随着炭化温度的升高逐渐增加:pH均可增加到10以上,葡萄秸秆炭电导率远低于棉花秸秆炭。(3)随着炭化温度的升高葡萄枝条炭与棉花秸秆炭中的有机炭质量分数下降,全量氮磷钾与钙镁质量分数增加,碱解氮质量分数与速效磷质量分数下降;养分质量分数无论增加还是降低,葡萄枝条炭中的质量分数均低于棉花秸秆炭。同时,炭化时间对生物炭中养分质量分数的影响并不明显。可知炭化温度低及时间短条件下生产的生物炭农用性质较优,即棉花秸秆的炭化性能在300℃、1h炭化条件下为最适农用,葡萄枝条在300℃、2h炭化条件下为最适农用;棉杆炭农用特性优于葡萄枝条炭。     

高温炭化热处理对杉木XRD特征的影响规律

采用X射线粉末衍射仪研究高温炭化热处理对杉木XRD特征的影响规律。结果表明：高温炭化热处理对杉木纤维素结晶区002晶面衍射峰位置的影响不显著;不同处理温度水平下处理时间对木材X射线衍射峰强度的影响表现出不同的变化趋势;当处理时间相同、处理温度不同时,随着温度的升高,衍射峰强度呈现出先升高、后降低、再升高的趋势。     

两箱式烟气间接加热固定床炭化炉研究

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。     

浅析联合水热炭化技术处理猪粪的应用前景

【目的】畜禽粪便若处理不当易危害生态环境,并对人体健康和生猪养殖业的健康发展产生严重威胁,然而目前我国畜禽粪便的传统无害化处理及资源化利用方法仍存在不足。【方法】课题组提出联合水热炭化技术处理猪粪,分析了水热炭化反应机理及其研究现状,并对水热炭化产物应用前景进行了展望。【结果】水热炭化技术操作简单,反应条件温和,反应原料无需干燥处理且转化效率高,固液两相产物分离简便,猪粪水热碳在作为无机肥、有机肥以及土壤改良剂方面的特性更佳,具有更好的高值化应用潜力。【结论】本研究可为畜禽粪便的无害化处理和资源化利用提供新的思路,但猪粪与其他原料的联合水热炭化反应机理、产物形成机制以及所得联合水热炭化产物高值化应用的具体方向还需深入探寻。     

醋酸水溶液预处理对柳杉木材炭化的影响

杉木(日本柳杉)经醋酸水溶液处理后，重量减少。将处理前后柳杉木材在4℃下进行炭化，得到了木醋液、木焦油和木炭。与未处理材相比，处理材木醋液的收率增加，而木焦油和木炭的收率减少。处理液的醋酸浓度增加后，木醋液和木焦油的收率几乎不变，但木炭的收率稍微减少了。用毛细管气相色谱法对木醋液的成分进行了定量分析。与未处理材相比，处理材木醋液中糠醛(呋喃甲醛)及5-羟甲基糠醛的收量增加，而羧酸类、苯酚类、邻苯二酚、愈创木酚类及麦芽酚的收量几乎不变。当醋酸浓度从0增至3％时，糠醛的收量随着增加，但是当醋酸浓度从3％增至30％时，其收量却几乎不变。     

玉米秸秆炭基肥制备及应用现状

我国玉米作物的种植面积大,玉米秸秆作为制备生物质炭的原料,储备非常丰富。生物质炭基肥制备技术是玉米秸秆的利用技术之一,在绿色农业发展中具有巨大的应用潜力。基于此,本文明确了生物质炭基肥的研究背景;阐述了玉米秸秆炭基肥的生产制备工艺研究现状;讨论了生物质炭基肥在土壤改良、治理重金属污染土壤、作物增产提质,农民增产增收、提高肥料利用率四方面对农作物及土地的增益性;对炭基肥的应用前景进行了展望。     

推广秸秆炭化技术是发展五台县农村经济的重要措施

分析了五台县推广秸秆炭化技术的有利条件及经济效益,论述了实施秸秆炭化技术的重要意义,指出了推广秸秆炭化技术需要解决的问题。     

动物骨热解过程中产物特性变化规律研究

热解法是屠宰废弃骨合理处理与利用的有效手段,且动物骨原料差异对其热解特性与产物特性具有显著影响。以牛、猪骨为研究对象,基于热重、红外光谱和质谱（TG-FTIR-MS）及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等方法,研究了动物骨的热解过程及产物变化规律。结果表明：主要热解阶段为350～600℃,产生了CO₂、NH₃等无机气体和CH₄等有机气体。炭化阶段后CO释放,在骨炭中生成了金属羰基。热解温度升高,骨炭的碱性及灰分含量提高,900℃时灰分质量分数超过90%。由于猪骨含有较多的脂肪,脂肪酸裂解生成大量短链烃。而牛骨灰分更多,炭产率可达60%。500℃牛骨炭比表面积为172 m²/g,孔隙特征更利于物理吸附作用。     

多腔室秸秆原位炭化还田设备设计

原位炭化还田技术可将田间秸秆就地直接转化为生物炭,改善土壤结构,解决秸秆直接还田腐解慢、出苗率低、病虫害严重等问题。但目前炭化还田设备仍存在炭化不均匀,运行稳定性差,生产效率低等问题。该研究基于精准控氧控温炭化要求,在前期样机基础上,创新研发了立式多腔限域式炭化反应器,研制强化物料定向流动的多翅片型扰动部件,并运用ANSYS Workbench进行仿真模拟和结构优化,研制热解气清洁燃烧及高温烟气换热回用系统,集成秸秆捡拾粉碎系统及田间作业机具,研制立式多腔室秸秆原位炭化还田设备。以玉米秸秆为原料进行炭化试验,设备秸秆处理量为500 kg/h,生物炭产率为125 kg/h,固定碳含量为50.30%,系统能量利用率为70.66%,产出的炭达到Ⅰ级生物炭还田标准,燃烧烟气中颗粒物、NO_x、SO_x等排放均满足国标要求,整机系统运行稳定,满足设计标准。为秸秆直接炭化还田提供了技术及装备支撑。     

玉米秸秆水热炭化产物特性演变分析

为了研究玉米秸秆水热炭化过程及固体目标产物特性的演变规律,在高温高压反应釜中,进行反应温度为180~290℃、停留时间为8 h的水热炭化实验研究。研究发现,随反应温度的升高,玉米秸秆固体水热焦产率从180℃时的71%逐渐下降至290℃时的36%,而C质量分数从玉米秸秆原料中的44.86%增加至72.36%,O质量分数从原料中的44.2%下降至15.36%,明显提高了其能量密度。至290℃时,水热焦的H/C和O/C原子比分别为0.88和0.16,接近于煤的H/C和O/C原子比,高位热值高达29.79 MJ/kg。水热焦中特征官能团随温度升高而减少,而C=C、C=O和芳香特征峰红外吸收逐渐增强,同时热重分析表明水热焦热稳定性逐渐提高。元素组成和傅里叶红外光谱分析表明玉米秸秆经水热炭化处理,低于230℃时主要经历脱水和脱羧反应,而高于230℃以后,以缩聚反应和芳香化为主。