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1.
《中国农机化学报》2016,(7)
利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和N2等温吸附/脱附法及扫描电镜对生物质半焦化学组成官能团的演变规律和孔隙结构特性进行表征,探讨生物质种类和制焦条件对热解半焦特性的影响。结果表明,热解温度的升高,半焦内部芳香结构增加,各官能团的数量和种类逐渐减少。不同生物质种类的半焦,吸附曲线差别较大。玉米秸秆半焦和松木屑半焦中主要以微孔为主,稻壳半焦以中孔分布较多,且600℃下半焦的孔隙结构变化最大。四种热解温度下半焦的分形维数范围为2.52~2.57,其中600℃下半焦的分形维数最大,吸附性能最强。随着热解温度的升高,生物质焦颗粒先后经历表面突起、突起破裂形成许多孔隙、孔隙变大等过程。 相似文献
2.
对牧草秸秆生物质炭和花生壳生物质炭在含水率、容重、总孔隙度、大小孔隙比等物理机械特性方面进行试验测定。介绍生物质炭成型的工艺流程,测定3种粘土的粘性,为生物质炭成型在黏结剂的选择上提供依据。 相似文献
3.
热解温度对生物质炭性质及其在土壤中矿化的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
以苹果树修剪的枝条为原料,分别在300、400、500、600℃条件下热解制备生物质炭,在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上,通过培养试验研究不同温度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,生物质炭的碳含量、比表面积及碱性官能团的含量增加,O、H及H/C、O/C和酸性官能团、总官能团的含量则降低,生物质炭的芳香族结构加强,稳定性升高。添加生物质炭可以增加土壤呼吸速率、微生物量碳(MBC)及可溶性有机碳(DOC)的含量,且随着添加比例的增加而增加,但随着热解温度的升高而降低。生物质炭的矿化率随着热解温度升高和添加比例增加而降低。利用双库模型揭示了生物质炭对土壤活性碳库、惰性碳库及其分解速率的影响。施用生物质炭后土壤有机碳的半衰期在24.09~44.76 a之间,且随生物质炭制备温度升高而增大。考虑到生物质炭制备过程中有机碳的损失,且从提升土壤有机碳含量方面考虑,500℃为制备苹果枝条生物质炭的最佳温度。 相似文献
4.
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。 相似文献
5.
施加生物质炭对盐渍土土壤结构和水力特性的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
以江苏省沿海围垦区盐渍土为研究对象,基于Micro-CT图像扫描技术,分析施加生物质炭后改良盐渍土土壤孔隙度、土壤水分特征曲线以及非饱和导水率等土壤特性的变化,并建立分形模型预测土壤水力性质,以此揭示施用生物质炭对于海涂围垦区盐渍土土壤结构和水力特性的影响。试验设置0、2%、5%(与表层0～20 cm土壤质量比) 3个生物质炭添加水平,重复3次。结果表明:施加5%生物质炭显著降低盐渍土土壤容重,增加土壤总孔隙度和大孔隙度;大于0. 25 mm水稳性团聚体质量分数显著增加,增加土壤孔隙分形维数;提高土壤饱和含水率和饱和导水率;结合Micro-CT图像扫描技术和孔隙分形理论预测改良盐渍土土壤水分特征曲线和非饱和导水率,预测效果精度高,能够用于实际问题的研究。 相似文献
6.
棉秆炭吸附糠醛机理研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以不同热解温度(400℃、600℃、800℃)制得棉秆炭(棉-400、棉-600、棉-800),研究热解温度对棉秆炭孔隙特征与表面性质的影响,以及棉秆炭对糠醛的吸附特性。结果表明:棉-400表面含有大量有机基团,孔隙结构较差;随着热解温度的提高,含氧有机成分进一步分解,棉秆炭表面酸性官能团逐渐减少,而类吡喃酮结构的碱性官能团不断增加,孔结构得到改善;棉秆炭中氢碳摩尔比、表面酸碱官能团含量是影响其对糠醛吸附的主要因素;随着炭化程度的提高,酸性官能团含量减少,碱性官能团含量增加,使得棉秆炭表面石墨层与糠醛分子间的π-π色散力作用增强,所以棉-800对糠醛脱除率最高。 相似文献
7.
生物质炭化过程结构变化可以通过有机元素含量和官能团加以表征。以柠条为试验对象，分析柠条生物质原料，以及分别在200、300、400、500和600 °C温度下炭化处理得到的生物炭中C、H、O、N和S共5种有机元素的含量变化，研究了生物炭有机元素在热裂解过程中的变化规律；分析原料和不同温度下生物炭官能团的组成，研究了热裂解温度对生物炭结构的影响。结果表明，随着炭化温度的升高，C元素含量增加，H和O元素含量均显著下降，N和S元素含量则基本保持不变，H/C和O/C物质的量比均下降。有机官能团的变化表明，随着炭化温度的升高，生物炭逐渐由线型多糖向稠环芳烃结构转变，最终形成类似于石墨烯的结构。 相似文献
8.
生物质流态化炭气联产初步研究 总被引：1，自引：0，他引：1
生物质流态化炭气联产技术是在流态化反应过程中获得生物炭和燃气,其目标是在保证燃气能够稳定燃烧情况下,尽量提高生物炭的品质和产率。为此,以木屑为原料在流化床实验台上进行了生物质在流化床中的停留时间对生物炭特性和燃气特性影响的研究;并在此基础上借助Aspen Plus过程模拟平台进行了扩展预测模拟计算。结果显示:停留时间对生物炭特性和燃气特性有较大影响。在本实验范围内随着停留时间,增加生物炭产率降低,生物炭中固定碳含量升高,固定碳最高含量为72%时生物炭的产率为14%;燃气中CO、H2的含量也会随停留时间的增加而升高,燃气热值最高可达到4 216k J/(Nm3)。 相似文献
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立式柱塞冲压生物质成型机设计与试验 总被引：2，自引：0，他引：2
针对目前生物质固化成型机多为生产生物质成型颗粒且成型颗粒质量不高、成型机高能耗等问题,提出了一种新型立式柱塞冲压的生物质固化成型方式,并制造了样机。样机以开关磁阻电机为动力源,驱动飞轮并转化为成型柱塞的上下往返直线运动,实现对模具内生物质原料的冲压成型,从而形成生物质成型块。该样机利用飞轮可积蓄能量的特性,有效降低了成型作业时的能耗。成型模具采用组合式结构设计,提高了原料适应性。以典型生物质原料玉米秸秆、松木屑为原料,在10%左右含水率、室温条件下进行了试验,结果表明该成型方法可行,且整机运行情况良好;生产的成型块密度大于等于1.2g/cm3,抗跌碎性指数高于95%;样机能耗为36.51kW·h/t,各项指标均达到了相关标准的要求。该成型方法的提出和研究结果可为生物质成型机的发展提供借鉴与参考。 相似文献
10.
木屑、稻壳和煤混合型煤压缩成型过程建模与工况优化 总被引：1，自引：0，他引：1
基于已有文献实验数据,建立了木屑和煤、稻壳和煤混合压缩成型过程LS-SVM模型。结果表明,两种模型预测值与实验值相对误差最大值分别为3.46%、5.83%,两类型煤混合压缩成型过程具有较好的模拟效果。在此基础上设计拟合了两类型煤混合压缩成型过程多目标优化目标函数,寻优分别得到木屑、稻壳与煤混合型煤压缩成型过程Pareto最优解集。依据生物质固体成型燃料标准和生物质型煤综合性能CV值,进一步从Pareto最优解集中选出了对木屑和煤、稻壳和煤混合型煤不同指标要求下的压缩成型工艺过程运行工况的优化目标值。 相似文献
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秸秆水热炭与热裂解炭结构表征及铅吸附机制研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以玉米秸秆为原料,在不同温度下（280℃和320℃）,分别采用水热炭化法和热裂解炭化法制备秸秆水热炭和热裂解炭,对比分析了两种生物质炭的结构差异,并结合等温吸附模型和吸附动力学模型研究了秸秆水热炭和热裂解炭对铅离子的吸附机制。结果表明：随着反应温度的升高,水热炭的脱氢效果更显著,形成了无序的晶体结构及丰富的表面含氧官能团;热裂解炭的脱氧效果更显著,其表面含氧官能团较少,且形成了有序的晶体结构。水热炭的孔隙率先增大、后减小,呈现致密、平滑的表面形貌;热裂解炭的孔隙率持续增加,具有显著的中孔结构特征,呈现粗糙多孔的表面形貌。秸秆水热炭和热裂解炭分别在4h和10h达到吸附平衡,理论平衡吸附量分别可达214.16mg/g和133.99mg/g。秸秆热裂解炭对铅离子吸附符合准一级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,表明其吸附反应为多分子层吸附过程;而秸秆水热炭对铅离子吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明其吸附反应为单分子层吸附过程。结合两种生物质炭的结构特征可知,热裂解炭主要依靠铅离子在其孔隙内的扩散运动进行物理吸附,其中大尺寸中孔的存在更有利于铅离子克服空间障碍进入孔隙,但吸附能力相对较弱,且容易脱附。络合反应是水热炭脱除水中铅离子主要机制,即含氧官能团与铅离子结合形成络合物的化学吸附,其吸附能力较强,且不容易脱附。 相似文献
12.
沼渣量大面广，具有环境污染与资源能源双重属性，研发以热解气化技术处置棘手的沼渣，是实现废弃生物质资源高效利用的重要途径。利用猪粪沼渣通过热解技术制备生物炭，表征了550℃和700℃条件下制备的生物炭的物理和化学结构特征，结果表明550℃条件下碳产率更低，表面孔隙结构更好，孔隙更加均匀，并且官能团更多。植物生态毒理评价结果表明，植物长势随着生物炭的添加量先降低再增加，550℃热解生物炭(BC550)添加量为8 g和16 g的生物炭悬浮液(生物炭∶超纯水=1∶3),对石英砂组的西红柿生长促进最大；700℃热解生物炭(BC700)添加量为1 g,有利于大棚土壤组的西红柿生长。以上结果对沼渣减量、高附加值利用和大中型沼气工程的可持续发展具有重大价值和现实意义。 相似文献
13.
针对再生水灌溉镉污染问题,研发新型低成本高效重金属吸附材料。以农业废弃小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭为研究对象,研究了麦秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附性能及影响因素。结果表明,麦秆和小麦秸秆生物质炭对Cd~(2+)的吸附特性符合Langmuir方程,且吸附作用主要发生在吸附开始的10 min,试验条件下,生物质炭对Cd~(2+)去除率达90%以上,麦秆对Cd~(2+)去除率为70%左右;pH值对麦秆吸附Cd~(2+)影响显著,对生物质炭吸附Cd~(2+)影响极显著,pH值为3~6时生物质炭对Cd~(2+)的吸附效果较好。温度显著影响麦秆对Cd~(2+)的吸附,温度对生物质炭吸附Cd~(2+)无显著影响,当吸附材料投加量大于0.5 g/L即固液比大于0.45 g/mg时,增大二者投加量对其吸附Cd~(2+)没有显著影响。 相似文献
14.
【目的】探究施加生物质炭对滨海盐碱土壤水力学特性的影响机制。【方法】通过室内模拟入渗实验,研究不同生物质炭施加量(质量分数分别为0%、0.3%、0.5%、0.8%、1.0%、3.0%、5.0%、8.0%)对典型滨海盐碱土壤水分导水入渗及持水性能的影响。【结果】供试土壤水分入渗速率和饱和导水率随生物质炭施加量增加呈先增大后减小趋势,生物质炭施加量<1.0%有助于供试土壤水分入渗,生物质炭施加量>1.0%则制约供试土壤导水性。1.0%生物质炭施加量是影响土壤水分入渗和土壤导水性的重要转折点。施加生物质炭能够显著提升滨海盐碱土壤的持水能力,且随着生物质炭施加量的增加而增加,但过量施加生物质炭降低了土壤渗透性,不利于提高滨海土壤的导水性。【结论】0.8%～1.0%的生物质炭施加量对滨海盐碱地改良成效较好。 相似文献
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桉树热解产物热物性参数演变特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在自行设计的生物质固定床热解装置上,进行了150~850℃温度范围内,每隔100℃的桉树芯材木屑的固定床热解实验,并进行固态产物的热物性参数测试。结果表明:随着温度的升高,桉树芯材热解炭的固态产率逐渐减小,低位热值逐渐增大,450℃热解炭的热值比木屑原料提高了95.53%;堆积密度先减小后增大,体积能量密度持续增大,750℃热解炭的体积能量密度比原料增大了63.21%;热解炭的比热容和导热系数与热解炭内部的含水率、骨架结构,即孔道开度和密度有密切的关系。随着热解温度的升高,热解炭的比热容呈U字型趋势先减小而后增大,导热系数先轻微减小后以指数形式大幅增大,得到比热容和导热系数随温度的变化曲线方程,拟合度分别为0.932 0和0.995 3。 相似文献
16.
生物质炭基缓释肥的成型特性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了提高化肥的利用率,改良土壤理化特性,以500℃温度下制备的稻壳炭为基质、改性玉米淀粉为粘结剂、尿素为肥料,在挤出造粒机上制造出球形生物质炭基缓释肥。同时,研究了其成型特性,并分析了抗压强度、成型率、干燥特性和N损失情况。结果表明:采用挤出式造粒法可增强抗压强度和成型率。当烘干温度为60~100℃、炭肥比≤1:1时,颗粒肥料的抗压强度40 N;炭肥比≥1:1时,成型率95%,各组肥料在烘干90 min左右基本达到质量平衡,低炭氮比肥料的干燥时间较长。当炭肥比≥1:1时,温度越高,烘干所需时间越短;而当炭肥比≤1:2时,温度越高,烘干所需时间反而增长;炭氮比较低时,由于尿素含量高,易吸收空气中的水分,吸附于造粒机工作表面,会造成成型肥料一定的N损失。上述结论为利用生物质炭制备缓释肥料的成型工艺提供了参考依据。 相似文献
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《灌溉排水学报》2021,40(7)
【目的】我国亚热带地区为典型的双季稻种植区,水分管理多采用长期淹水和间歇灌溉2种方式,灌溉方式的不同会影响土壤含水率的差异,势必会影响土壤酸碱性的改变。添加生物质炭可改变土壤性质。探明稻田淹水灌溉和间歇灌溉条件下添加生物质炭对双季稻田土壤水分及酸碱性的影响。【方法】采用田间小区试验,研究水分管理方式(长期淹水(CF)和间歇灌溉(IF))及生物质炭施用量(0、24 t/hm~2(LB+IF)和48 t/hm~2(HB+IF))对亚热带双季稻田土壤含水率及pH值的影响。【结果】与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉的土壤含水率并没有显著降低。生物质炭添加并未显著影响早稻季和晚稻季土壤含水率,但在休闲季生物质炭处理的土壤含水率有所降低。研究期间,CF、IF、LB+IF和HB+IF处理的土壤含水率周年均值分别为47.35%、39.58%、36.81%和39.02%,与长期淹水相比,间歇灌溉降低了全年的土壤含水率,降幅达16.41%,而生物质炭对间歇灌溉稻田土壤含水率影响不大。与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉处理的土壤pH值分别显著降低了0.22和0.57个单位,休闲季不同水分管理方式之间的土壤pH值差异不显著。由于生物质炭本身呈碱性,添加到土壤后可增加土壤pH值,且随着生物质炭添加量的增加而增加。与IF处理相比,早稻季和晚稻季生物质炭处理的pH值分别增加了0.23～0.68个单位和0.17～0.60个单位。【结论】水分管理可影响双季稻田土壤含水率和pH值。间歇灌溉降低了亚热带地区双季稻酸性土壤的pH值。生物质炭添加,尤其是高量生物质炭添加,可在一定程度上缓解间歇灌溉对酸性土壤pH值的降低作用。 相似文献
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《中国农村水利水电》2015,(4)
为了阐明生物质炭对施用不同磷肥下茄子生长及品质的影响,研究了施用3种磷肥(磷酸二铵、钙镁磷肥、过磷酸钙)条件下生物质炭对茄子生长、产量及茄果品质的影响。结果表明:生物质炭显著增加3个施肥处理下的茄子果长、单果重和产量,磷酸二铵处理下分别增加11.5%、4.4%、3.8%;钙镁磷肥处理下分别增加17.1%、8.0%、6.2%;过磷酸钙处理下分别增加18.7%、4.8%、8.0%。生物质炭对茄子可溶性蛋白、VC、可溶性糖、N、P、K、Ca、硝酸盐、黄酮、芦丁含量影响均不明显,但在施用钙镁磷肥、过磷酸钙条件下,生物质炭显著增加了茄子Mg含量,分别增加9.2%、8.6%。和磷酸二铵、过磷酸钙相比,钙镁磷肥对促进茄子生长、提高产量和品质的效果较为明显,不同磷肥处理间产量大小顺序为钙镁磷肥磷酸二铵过磷酸钙。施用钙镁磷肥的茄果硝酸盐含量最低,而黄酮、芦丁含量最高。生物质炭对茄子生长及品质的影响在不同种类磷肥间有较大差异,施用钙镁磷肥能提高茄子产量和品质。 相似文献
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生物质炭对稻田氮素淋失和氧化亚氮排放的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为降低农田面源污染和温室气体排放,通过田间试验研究了优化施氮情况下,添加不同剂量生物质炭(0、4.5、9、13.5 t/hm~2)对宁夏引黄灌区稻田土壤氮素淋失和土壤N_2O排放的影响。结果表明,添加生物质炭显著降低了100 cm土层处的硝态氮和铵态氮淋失量,降低比例分别为18.23%~26.02%和28.86%~52.05%。与C0处理相比,C1处理(4.5 t/hm~2)对土壤N_2O累计排放量影响不显著,但C2处理(9 t/hm~2)和C3处理(13.5 t/hm~2)土壤N_2O累计排放量显著降低了25.13%和28.88%。添加生物质炭可增加水稻产量和吸氮量,降低土壤硝态氮和铵态氮量以及土壤体积质量,是引起土壤氮素淋失降低和土壤N_2O排放减少的重要原因之一。综合考虑生物质炭对土壤氮素淋失和土壤N_2O排放的影响以及生产成本,宁夏引黄灌区的生物质炭推荐添加量为9 t/hm~2。 相似文献