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为了生产出质量高且能耗低的生物质颗粒,需要深入研究成型参数和成型颗粒特性之间的关系。对水稻秸秆进行冷压成型试验,以松弛密度这一物理性能指标为评判标准,研究成型压力、原料粒度和含水率三个因素对成型燃料质量的影响。在单因素试验的基础上,利用Design Expert 8.0响应曲面分析法建立分析三因素对松弛密度影响的数学模型,得到水稻秸秆冷压成型最佳工艺参数为：成型压力为168 MPa,含水率21%,粒径0~0.2 mm。此条件下松弛密度达到1.327 g/cm3。 相似文献
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利用螺旋挤压成型原理,设计一种农作物秸秆生物炭挤压成型机。通过对螺旋喂料器、螺杆、成型出口等关键部件的分析计算,确定螺旋喂料器、螺杆、保型筒等关键部件和机构的运动参数和结构参数,并试制样机。以农作物秸秆生物炭为试验材料,以不同螺杆类型、不同含水率和粘结剂添加量为试验因素,采用抗压强度和抗跌碎性为评价指标,设计正交试验,对该挤压成型机性能进行试验。结果表明,当采用等距不等深螺杆、粘结剂添加量为25%左右、含水率为35%左右时,样机的生产率为215kg/h,成型样品的密度为1.06g/cm~3,抗压强度为0.16 MPa,抗跌碎性为98.23%,各项指标满足生物炭成型标准或设计要求。 相似文献
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利用螺旋挤压成型原理,设计一种农作物秸秆生物炭挤压成型机。通过对螺旋喂料器、螺杆、成型出口等关键部件的分析计算,确定螺旋喂料器、螺杆、保型筒等关键部件和机构的运动参数和结构参数,并试制样机。以农作物秸秆生物炭为试验材料,以不同螺杆类型、不同含水率和粘结剂添加量为试验因素,采用抗压强度和抗跌碎性为评价指标,设计正交试验,对该挤压成型机性能进行试验。结果表明,当采用等距不等深螺杆、粘结剂添加量为25%左右、含水率为35%左右时,样机的生产率为215 kg/h,成型样品的密度为1.06 g/cm3,抗压强度为0.16 MPa,抗跌碎性为98.23%,各项指标满足生物炭成型标准或设计要求。 相似文献
4.
柱状竹炭基肥挤压造粒成型工艺的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
为探索挤压造粒工艺对竹炭和木醋液加以利用,用来制备成型质量优良的柱状竹炭基肥,将自制的挤压成型模具与万能试验机相结合搭建成挤压造粒平台。以抗渗水性、密度和抗压强度作为成型质量的综合评价指标,通过单因素试验来考察粘结剂种类、粘结剂添加量、竹炭含量、成型压力和模孔孔径5个因素对试验指标的影响情况;在此基础上,又进行了正交试验,筛选最佳成型工艺。试验结果表明,粘结剂种类、粘结剂添加量、成型压力和模孔孔径对抗压强度有显著影响,竹炭含量对抗压强度影响不显著;粘结剂种类、粘结剂添加量和模孔孔径对抗渗水性影响显著,竹炭含量、成型压力对抗渗水性影响不显著;粘结剂种类、竹炭含量对密度影响显著,其他因素对密度影响不显著。运用综合平衡法得到的最佳组合方式为:竹炭含量50%、粘结剂为木质素磺酸钠、粘结剂添加量为20%、成型压力为10 MPa、模孔孔径为5 mm。此条件下,成型质量最佳,抗压强度为36.90 N,密度为1.190 g·cm-3,抗渗水性为93.45 min。 相似文献
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[目的]比较速生林桉木屑与天然林木屑的成型特性。[方法]对比速生林桉木屑与现有应用成熟的天然林硬杂木屑的成型差异,在WD-100KE型电子压力机上进行桉木屑与硬杂木屑的单颗粒压缩成型试验,研究成型参数水分8%～16%、温度80～160℃、压力4 000～8 000 N、粒径1～5 mm对成型指标松弛密度、比能耗、Meyer强度的影响。[结果]水分12%～14%、温度100～120℃、压力5 000～6 000 N、粒径2～3 mm为桉木屑及硬杂木屑较佳的成型参数范围;相同成型条件下,桉木屑与硬杂木屑相比松弛密度相差不大,但比能耗明显较高、颗粒Meyer强度明显较低。[结论]为了降低桉木屑成型能耗、提高颗粒强度及提高现有生产设备的原料适应性,可采用与现有硬杂木屑混配成型的方式,以提高成型效果。 相似文献
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生物炭基肥挤压成型工艺参数优化 总被引：2，自引：0，他引：2
针对生物炭基肥成型过程中单位产品能耗高的问题,从降低能耗、保证产品质量的角度出发,以生物炭和膨润土为基质材料,可溶性淀粉为粘结剂,尿素、磷酸二氢铵、氯化钾作为基础肥料进行挤压成型试验,研究了不同压缩速度、含水率、长径比和基肥比(基质材料与基础肥料的比值)对比能耗和抗压强度的影响。在单因素试验的基础上,以最低比能耗、最高抗压强度为目标,采用响应面试验优化工艺参数。结果表明各因素对比能耗影响作用大小依次为长径比含水率压缩速度基肥比;各因素对抗压强度影响作用大小依次为含水率基肥比压缩速度长径比。最佳工艺参数为:压缩速度为50 mm/min,长径比为3.5,含水率为14.16%,基肥比为4,该条件下单位产品比能耗为20.541 k J/kg,颗粒抗压强度为35.013 N。该研究可为制粒工艺以及成型设备的改进提供一定参考。 相似文献
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不同秸秆生物炭对黄壤理化性质及综合肥力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究不同秸秆生物炭对黄壤物理、化学性质和生物活性影响的差异，并对添加不同生物炭的黄壤肥力进行综合评价，以期为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500 ℃炭化得到的生物炭为添加材料，以贵州省地带性黄壤为供试土壤，通过室内培养试验，以未添加生物炭处理为对照，分析比较添加量为1%，2%，4%的玉米、水稻和油菜秸秆生物炭处理黄壤体积质量、pH、养分含量和酶活性的变化，通过相关性分析和模糊数学原理计算不同生物炭处理黄壤的综合肥力水平。【结果】与对照相比，生物炭降低了0～10 cm土层土壤的体积质量，其中0～5 cm土层降幅较大（1.54%～8.46%）。添加生物炭使土壤pH明显增大，其中以添加4%油菜秸秆生物炭处理的pH最大，为7.33。土壤有机质、氮磷钾含量对生物炭类型及添加量的响应不同。与对照相比，不同生物炭处理有机质含量增加了146.80%～445.63%；添加4%油菜秸秆生物炭可以显著提高土壤的碱解N含量，较对照升高了31.23%；有效P、速效K和全N、全P、全K含量均随着生物炭添加量的增加而增大，增幅分别为28.04%～134.58%，19.76%～162.48%，13.85%～112.31%，6.25%～43.75%和10.53%～31.58%。与对照相比，添加生物炭可以显著降低土壤的过氧化氢酶活性，提高脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性。由土壤肥力综合指标值（IFI）可知，不同生物炭处理土壤的IFI值为46.09～59.55，均高于对照（IFI 40.11），且IFI随着生物炭添加量的增大而升高，油菜秸秆生物炭处理的土壤肥力水平优于玉米和水稻秸秆生物炭处理。【结论】生物炭对酸性黄壤的体积质量、pH、养分含量和酶活性均具有明显影响，且生物炭类型及其添加量对以上指标的影响存在明显差异。生物炭能明显提高黄壤肥力水平，其中添加4%油菜秸秆生物炭是提高酸性黄壤肥力水平的最优处理。 相似文献
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在黑龙港平原区夏玉米产区,通过优化秸秆覆盖量与种植密度组合,可进一步提高该区夏玉米的产量和水分利用效率(WUE)。以夏玉米品种京单28为试材,采用二因素三水平裂区试验设计,其中,秸秆覆盖量(M)设无覆盖(0 kg/hm~2,M_1)、中度覆盖(2 625 kg/hm~2,M_2)和重度覆盖(5 250 kg/hm~2,M_3),种植密度(P)设低密度(52500株/hm~2,P_1)、中密度(60000株/hm~2,P_2)和高密度(67500株/hm~2,P_3),研究了不同秸秆覆盖量与种植密度组合对夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:玉米产量和水分利用效率均随秸秆覆盖量和种植密度的增加而提高,且受2个因素的影响程度均达到了显著水平,其中受种植密度的影响程度更大,覆盖处理产量和水分利用效率的最大提升幅度分别为4.08%和13.28%,种植密度处理产量和水分利用效率的最大提升幅度分别为7.06%和17.63%。所有处理中,M_3P_3处理的产量和WUE最大,分别达到了10 814.99 kg/hm~2和27.85 kg/(mm·hm~2),该处理实现了产量与WUE的最佳组合。在黑龙港平原区,通过秸秆覆盖与适宜种植密度相结合的方法,可以实现夏玉米节水高产的目的。 相似文献
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为了解决玉米秸秆资源化利用率低和褐煤难于成型、成型后燃烬率不高等问题,以褐煤和玉米秸秆为原料,考察了玉米秸秆添加量、水添加量、成型压力因素对制备玉米秸秆/褐煤型煤抗碎强度的影响,采用热重分析法对制备的玉米秸秆/褐煤型煤的燃烧性能进行了测试.结果表明:当成型压力为1961.330 N/cm2,水添加量为0.2 mL,玉米秸秆添加量为50％时得到的玉米秸秆/褐煤型煤的抗碎性能最佳.热重分析结果表明,添加玉米秸秆后玉米秸秆/褐煤型煤的着火点由433℃降至282℃,燃烬率由94.72％提升至99.88％,单位时间发热量增加.研究结果为玉米秸秆/褐煤型煤的制备提供了试验基础和理论依据,为玉米秸秆和褐煤的高效清洁利用提供了有效途径. 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2016,(6)
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。 相似文献
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【目的】研究青贮玉米粉碎物料压缩特性,解决青贮玉米压缩机械作业能耗大、压缩密度低的问题。【方法】以喂入量、压缩密度和压缩速度为试验因素,以比能耗、压缩时间和最大压缩力为试验指标,开展二次回归正交试验,进行试验因素显著性分析,建立回归模型,对试验结果进行响应面优化。【结果】各试验因素对比能耗影响顺序为压缩密度>喂入量>压缩速度,对压缩时间影响顺序为压缩速度>压缩密度>喂入量,对最大压缩力影响顺序为压缩密度>压缩速度>喂入量。响应面优化后的最佳因素水平组合为喂入量0.90 kg、压缩密度550 kg/m3、压缩速度245.50 mm/min。【结论】本研究得到的回归模型误差小,优化结果可信度高,可用于青贮玉米饲料制备工艺参数选取,也可为青贮玉米压缩装置设计提供理论参考。 相似文献
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秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3N5N4=N2N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。 相似文献
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为探讨高钙粉煤灰复合粘结剂对玉米秸秆原料成型密度和强度的影响,采用闭式冲压成型装置对添加高钙粉煤灰复合粘结剂的玉米秸秆进行成型实验研究,分别考察压力、温度、粒度和含水率对成型燃料的影响,并给出了最佳的成型压力范围。结果表明:玉米秸秆在压力为32～50MPa的范围内,加热温度85℃,物料含水率在12%以下,平均粒度为2mm的颗粒,能实现较好的有粘结剂成型,密度和强度基本符合工业要求。 相似文献
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玉米秸秆生物炭对暗棕壤性质和氮磷吸附特性的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
玉米秸秆生物炭在增加土壤肥力、促进作物生长特别是在控制氮磷面源污染方面具有重要作用。以玉米秸秆为生物质材料,在450℃碳化温度下制备了玉米秸秆生物炭,并将玉米秸秆生物炭以不同比例与暗棕壤混合,玉米秸秆生物炭所占质量比分别为0,0.5%,1%,2%,培养30 d后进行土壤基本理化性质测定和对氮磷的模拟吸附试验。结果表明:添加玉米秸秆生物炭能够加深暗棕壤颜色,提高暗棕壤有机质、全氮、全磷以及有效氮、速效磷的含量。可用Lagergren准一级动力学方程拟合添加玉米秸秆生物炭暗棕壤对氮磷的吸附动力学过程;可用Langmuir方程拟合添加玉米秸秆生物炭暗棕壤对氮磷的吸附热力学过程。随着玉米秸秆生物炭添加量的增加,暗棕壤对氮磷的吸附速率常数增大,对氮磷的饱和吸附量增加,对氮磷的固定能力增强。 相似文献
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采用四元二次回归正交旋转试验和响应面分析方法,利用SPSS11．5和Matlab7．1软件研究成型压力、加热温度、花生壳含水率和花生壳与粘结剂质量比对花生壳成型块松弛密度的影响,建立了花生壳成型块松弛密度的数学模型,得出花生壳成型块的最优松弛密度。结果表明：对花生壳成型块松弛密度的影响次序为成型压力、加热温度、花生壳与粘结剂质量比、花生壳含水率;最优组合为成型压力10MPa,花生壳与粘结剂质量比3：1,花生壳含水率15％,加热温度100℃,此条件下得到的花生壳热压成型块的松弛密度为1．1008g／cm2。 相似文献
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荞麦秸秆固体燃料成型工艺参数优化 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]为了找出荞麦秸秆固体燃料最优成型效果的参数组合,同时为荞麦秸秆燃料压缩成型设备的设计提供参考依据。[方法]通过单因素试验设计,研究了颗粒度、含水率、压力和温度对荞麦秸秆固体燃料成型效果(密度、抗跌碎性、耐久性)的影响。同时利用Taguchi法分析了荞麦秸秆压块的最佳成型条件及各因素对密度影响的主次顺序。[结果]结果表明,荞麦秸秆原料含水率在6%～10%,成型温度为90～130℃,压力为90～110 MPa、颗粒度0.16～1.25 mm的条件下成型品质较高。各因素对荞麦秸秆压块密度的贡献率次序依次为:颗粒度(62.68%)、含水率(16.72%)、温度(15.05%)和压力(1.63%),颗粒度是荞麦秸秆成型效果的主要影响因素。[结论]在颗粒度为0.16～0.63 mm,含水率为5%,温度为130℃,压力为90 MPa时压块密度达到最大值1.17 g·cm~(-3),在此条件下生产荞麦秸秆固体燃料效果最优。 相似文献
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生物炭对鸡粪堆肥过程中氨气排放的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
通过鸡粪与玉米叶共堆肥试验,研究小麦秸秆生物炭、稻壳生物炭对共堆肥过程中碳氮比(C/N)、铵态氮(NH_4~+-N)及氨气(NH_3)挥发的影响。堆肥中2种生物炭分别以干质量分数的5%、10%、15%添加,结果表明,在堆肥过程中,添加3种比例的小麦秸秆生物炭处理(B_1、B_2、B_3)、稻壳生物炭处理(B_4、B_5、B_6)堆体的C/N减少量比对照的C/N减少量分别多0～2、2～4;NH_3排放浓度较比照分别降低了63.75%、78.44%、91.50%和70.13%、80.75%、92.63%。另外,在堆体NH_3排放高峰期,添加生物炭堆体的NH_4~+-N含量均明显低于对照,且NH_4~+-N含量随生物炭添加量的增加而减少。由结果可知,生物炭的添加可以降低堆肥过程中NH_3的挥发并促进保氮过程,且比表面积更大的稻壳生物炭对抑制NH_3排放的效果更好。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2017,(4)
针对生物质热化学转化过程中产生焦油的诸多不利影响,利用催化裂解法将焦其化为小分子燃气,可达到双效降低焦油含量并提高燃气热值的目的。本研究利用500℃条件下慢速热解获得的玉米秸秆炭和木屑炭作为催化剂,在自制的焦油催化裂解装置中,研究裂解温度为700、750、800、850、900、950和1000℃时,两种催化剂对焦油的催化裂解效果。结果表明:两种催化剂对焦油裂解具有良好的催化性能;随着裂解温度升高,裂解气中H_2含量逐渐增加,CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_6等含量均逐渐减少,裂解气热值和密度逐渐降低;比较来看,木屑炭对焦油的催化性能优于玉米秸秆炭;焦油裂解产气率随裂解温度升高而增加,在反应温度为1000℃时,玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的产气率分别为91.98%和94.11%。总体来看,玉米秸秆炭和木屑炭既对生物质焦油具有良好的催化性能,又为催化裂解反应提供炭源。 相似文献
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为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式，明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响，以玉米秸秆为研究对象，在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验，采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch，SM)和翻压(Straw bury，SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm2(N1)、270 kg/hm2(N2)3个施氮水平的组合下，秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征，其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%，显著高于SM处理的65.3%；与N0处理相比，施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%，显著高于SM处理的46.0%，秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm2；施氮促进秸秆氮素释放，提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%；秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收，且具有交互效应，其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高，分别为11 017.0和184.9 kg/hm2。统计显示，SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此，在翻压还田和高施氮量组合时，可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。 相似文献
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【目的】研究不同秸秆生物质炭对土壤微生物数量和酶活性的影响,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500℃炭化6 h得到的生物质炭为材料,以花椒林下黄壤为供试土壤,通过室内培育试验,以不添加任何生物质炭为对照(CK),测定了不同添加量(1%,2%,4%,均为质量分数)玉米、水稻和油菜秸秆生物质炭处理土壤的微生物(细菌、真菌、放线菌)数量和酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶)活性,并分析了土壤微生物数量与酶活性之间的相关性,计算了不同处理的土壤酶指数(SEI)。【结果】秸秆生物质炭类型和添加量均会影响土壤细菌、真菌和放线菌数量。与对照相比,秸秆生物质炭处理土壤的细菌和放线菌数量分别增加了42.7%～211.8%和4.9%～291.7%,真菌数量降低了15.2%～52.5%。3种秸秆生物质炭中,当添加量相同时,水稻秸秆生物质炭处理的细菌、真菌和放线菌数量及微生物总量最高。与对照相比,添加生物质炭显著降低了土壤过氧化氢酶活性,显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性,当添加量为2%时,水稻秸秆生物质炭的土壤酶指数最大(SEI=0.62),是其他秸秆生物质炭SEI的1.07～1.23倍。【结论】花椒林下土壤微生物数量与酶活性密切相关,施用生物质炭改善了土壤生物环境。从土壤微生物数量和酶活性指数综合考虑,添加2%水稻秸秆生物质炭对改善花椒林下土壤生物环境的综合效果最优。 相似文献