不同生物质原料水热生物炭特性的研究

以木屑、小麦秸秆和玉米秸秆为原料,采用水热法制备生物炭,研究不同生物质水热生物炭特性,分析了水热生物炭的产率、元素组成、表面特性、多环芳烃含量及表面官能团的变化。结果表明:以木屑为原料制备的水热生物炭产率最高(54.66%),C含量(52.59%)较水热小麦和玉米秸秆生物炭(分别为43.73%和43.93%)高,但O含量(41.56%)明显低于水热小麦和玉米秸秆生物炭(分别为49.94%和50.95%)。扫描电镜显示水热木屑生物炭表面光滑,孔状结构较多且排列整齐,水热小麦生物炭表面粗糙孔隙较少,而水热玉米生物炭孔隙结构不明显。傅里叶红外光谱分析显示原料经水热炭化后官能团种类差异不大,但相对含量发生了变化:水热小麦和玉米秸秆生物炭有机官能团含量相对增加,而无机矿物(如SiO2)含量略有减少;水热木屑生物炭有机官能团和无机矿物的含量均明显增加。采用气质联用仪(GC-MS)分析水热生物炭多环芳烃含量,结果表明三种水热生物炭总多环芳烃含量依次为水热小麦秸秆生物炭水热木屑生物炭水热玉米秸秆生物炭,并以菲和萘为主。     

锯末成型棒的气化试验研究

采用下吸式生物质气化炉机组,以空气为气化剂进行了锯末成型棒的气化试验研究。以气体热值和气化效率作为气化指标,考察了当量比(ER)、还原区温度和原料含水率的影响。结果表明,在ER为0.27时,气体热值达6.38 MJ.m-3,气化效率达73.62%,气化指标最好;还原区温度越高气化效果越好,在还原区温度为880℃时,气体热值达7.10 MJ.m-3,气化效率达74.60%;当原料含水率为6.05%时,燃气热值和气化效率达到最大,分别为6.62MJ.m-3和74.94%。     

物料C/N对鸡粪锯末高温堆肥腐熟过程主要指标的影响研究

用鸡粪与锯末为原料进行高温好氧堆肥试验,研究物料C/N为15、25和40时对鸡粪锯末高温好氧堆肥过程中堆体温度、pH、碳素、氮素和碳氮比等主要指标的影响,以期探讨鸡粪锯末的不同配比对碳素和氮素转化的影响,为优化堆肥提供理论依据。结果表明:1)鸡粪与锯末在C/N=25时达到的温度最高为66℃,达到最高温度所需最短时间为3d,C/N=15的处理次之。2)堆肥过程中各处理的pH变化基本一致,都是先上升后下降的趋势。3)在堆肥结束时,各处理的全碳量均有所降低。T2和T3处理全氮含量呈不断升高的趋势,T1处理全氮含量呈先下降后上升的趋势。在堆肥结束时,T1处理全氮含量有所降低。T1、T2和T3处理的C/N在堆肥结束时都有所下降,其中T1表现为先升高后下降。4)堆肥结束时,各处理的NH4+-N含量分别比最高时降低了44.12%、74.37%和56.83%,NO3--N质量分数分别比开始时增加了855.72、731.68和532.23mg/kg。综合判断,物料碳氮比为25时有利于鸡粪锯末高温堆肥中碳素和氮素的转化。同时鸡粪中添加锯末对C/N=15的堆体温度起到一定的正面影响。     

适宜操作条件提高松木屑超临界水气化制氢效果

为了解操作条件对生物质在超临界水中气化制氢过程的影响,该文以松木屑作为原料,在反应温度500℃、反应压力30 MPa、停留时间30 min、木屑质量分数8%、粒径8~16目的条件下,探索了Fe、Na2CO3、Cu SO4 3种催化剂对制氢过程的催化活性:FeNa2CO3Cu SO4。选用Fe催化剂,考察了反应压力30 MPa、停留时间30 min、反应温度(420~500℃)、木屑质量分数(8%~40%)、粒径(2~1 000目)对制氢过程的影响。试验结果表明:Fe催化剂质量分数增大,能显著提高制氢效果;随着温度的升高,气化率、碳气化率、氢气化率及氢气产量均相应增大;木屑质量分数越低,气化率和氢气化率越高;粒径对气化结果影响不大;在优化后的操作条件下(反应温度500℃、反应压力30 MPa、停留时间30 min、Fe质量分数2%、松木屑质量分数8%、粒径8~16目),H2的摩尔分数、氢气化率、氢气产量分别达到42.1%、98.1%、6.62 mol/kg。该文研究结果可为该技术今后的工业化发展和应用提供参考。     

木屑炭流态化活化反应工艺设计探讨

对木屑炭流态化活化反应工艺进行了过程设计,利用对反应过程进行物料和热量衡算的方法,结合流态化反应原理,建立了木屑炭流态化活化反应数学模型,即:假设过程中床层物料接近于全返混状态,床层中的物料组成与溢流出的物料组成相同.床层中的物料由宽粒度、宽重度分布的物料组成,为保证所有物料均匀流化,宜采用空塔速度沿轴向变化的锥形床....     

活性炭微结构对木糖醇溶液脱色性能的影响

通过对4种木屑活性炭样品的吸附性能测定和微结构表征,表明活性炭对木糖醇溶液的脱色效果与亚甲基蓝吸附能力的大小密切相关,但亚甲基蓝吸附值不是决定活性炭对木糖醇溶液中色素杂质吸附的唯一因素。中孔的数量是影响活性炭对木糖醇溶液中色素杂质吸附的重要因素,尤其是尺寸为2～14 nm的中孔的数量对木糖醇溶液中色素杂质吸附的影响比较大。红外光谱分析显示表面官能团C—O的存在会促进活性炭对木糖醇溶液中色素杂质的吸附。     

松木屑成型颗粒制备富氢产品气试验研究

基于生物质气化技术,采用下吸式气化炉为反应器,以高温水蒸气作为气化剂,选取温度和S/B(水蒸气流量与生物质气化量比)作为影响因素,炉体温度的变化范围700~950℃,S/B取值范围0.3~1.0,对产品气的组分变化规律进行分析,探讨了炉内的气化反应特性。试验结果表明,下吸式气化炉碳层内的水蒸气气化反应及焦油裂解反应对制取富氢燃气有重要作用,H2和CO的产率随温度的升高而增加,在温度增加到一定值后,H2体积分数达到峰值,继续升高温度导致H2的体积分数有所下降。S/B的增加有利于产品气中的H2含量的提升,但吸热反应造成炉内床体的反应温度下降,抑制H2体积分数的增加。在本试验条件下,H2的体积分数最大达到47.67%,对应的工况S/B为1.0,温度为900℃。     

山区林场锯末栽培阿魏菇试验初报

在山区6～9月采用陈旧和新鲜的锯末、木屑与棉籽壳混合配料,研究了锯末、木屑添加量对阿魏菇菌丝生长和出菇量的影响.结果表明:露天堆放半年的锯末与棉籽壳1∶1混合栽培阿魏菇,菌丝生长良好,出菇转化率达到33.5％,而新鲜木屑与棉籽壳1∶1混合栽培阿魏菇,出菇转化率达到13.5％,锯末、木屑添加量超过一半时出菇量下降,单一使用锯末或木屑没能出菇.在山区林场利用当地堆放时间更久的锯末或木屑生产白灵菇是可行的.     

锯末基质发酵腐熟的理化性质及对辣椒幼苗生长发育的影响

研究了以尿素为氮源的锯末基质发酵腐熟过程中理化性质的变化以及对辣椒幼苗生长发育的影响 .结果表明 ,腐熟后基质中氮素水平降低 ,木质纤维素 (碳素 )得以降解 ,C/N值下降 ;锯末基质加入 7kg·m-3 尿素和 0 .2 1kg·m-3 EM处理的辣椒苗生长最好 ,可达到草炭基质的水平     

组配/改性材料对镉砷复合污染土壤的钝化修复

为探究不同类型钝化材料对镉(Cd)砷(As)复合污染土壤的修复效果,以黑麦草为供试植物,研究石灰+硫酸亚铁组配(LF)、改性生物炭(MB)和改性桉树屑(MC)对Cd、As的钝化效果及对黑麦草积累Cd、As的影响。结果表明:在土壤pH为8.19,Cd、As含量为6.87、67.59 mg·kg^-1的重度污染土壤中,施加质量分数为0.5%、1%、2%的LF和0.25%、0.5%、1%的MB或MC不会引起土壤pH大幅度波动;不同施加量下LF、MB和MC对Cd的钝化效率分别达21.4%~32.9%、25.2%~29.4%和18.4%~24.9%,对As的钝化效率分别达3.5%~24.5%、3.7%~22.1%和11.8%~18.2%;3种材料可通过静电吸引、络合、沉淀等作用促使两种元素向低活性态转化;LF、MB和MC不同施加量均对黑麦草的生物量没有显著影响,但分别降低了黑麦草地上部6.5%~25.4%、43.9%~48.8%和40.5%~48.3%的Cd含量,33.1%~43.7%、33.6%~38.9%、14.9%~44.4%的As含量;3种材料均可有效阻控黑麦草对Cd、As的吸收与转运。研究表明,实际应用中施加2%的LF或1%的MB、MC均可达到较佳的Cd、As修复效果。