武汉郊区农村民用生物质燃烧PM2.5排放特征

选取武汉市木兰乡的木柴、竹子、油料作物秸秆(大豆秸秆和花生秸秆)4种当地典型民用生物质进行炉内燃烧实验,对燃烧排放的细颗粒物(PM_(2.5))进行采集和分析。结果表明,不同生物质的PM_(2.5)排放因子相差较大,油料作物秸秆的PM_(2.5)排放因子明显高于竹子和木柴,并且木柴的PM_(2.5)排放因子随含水率增加而增大。碳组分是4种生物质燃烧烟气PM_(2.5)的主要成分,TC占PM_(2.5)的55. 55%～87. 91%。油料作物秸秆的TC排放因子最高达5. 61 g/kg,为木柴的12. 5倍。油料作物秸秆有机碳/元素碳(OC/EC)比值最高达10. 69,远远高于木柴燃烧烟气PM_(2.5)的OC/EC比值(1. 88),表明油料作物秸秆燃烧对二次气溶胶形成具有重要影响。4种生物质燃烧烟气PM_(2.5)中重金属元素Cr、Mn、Ni、As、Cd、Pb的排放因子有较大差异,其中油料作物秸秆的重金属排放因子均明显高于木柴。研究表明,当地普遍使用的木柴的燃烧烟气PM_(2.5)及其碳组分和重金属的排放因子远低于其他3种生物质,且干木柴的排放因子明显低于湿木柴。因此,建议当地村民使用风干状态下的木柴进行炊事活动,对油料作物秸秆利用其他方式处理,以减少对大气环境的不良影响。     

秸秆气和沼气的开发研究——山西省阳城县推广使用秸秆气和沼气的调查

秸秆气、沼气是生物质再转化的清洁能源,山西省阳城县农村特别适宜使用秸秆气和沼气.在当前大力提倡建设资源节约型社会的时候,研究、推广、利用秸秆气、沼气对解决农民群众生火难问题具有重要意义.介绍了阳城县推广使用秸秆气和沼气的基本情况,基于推广使用秸秆气和沼气过程中存在的问题,提出了相应的建议.     

热裂解生物质炭产业化:秸秆禁烧与绿色农业新途径

 秸秆处理是当前中国农业与环境面临的重大挑战.分析了秸秆处理与禁烧存在的机制性困难,认为秸秆处理需要从市场经济规律寻求产业化解决途径,关键是能源利用下养分资源重回农业循环;介绍了生物质限氧热裂解新技术特点及其在秸秆处理中的优势,讨论了其产业主要产品--生物质炭的土壤和农业功效,分析了秸秆气炭联产多产品产业链的产业化前景,提出秸秆热裂解生物质炭产业化提供了既处理秸秆废弃物又促进农业增产优质安全的新技术选择,形成了以生物质炭土壤施用和生物质炭基肥料生产应用为中心的绿色农业新途径.建议国家进一步构建和完善秸秆禁烧大环境下秸秆处理补贴政策,加大秸秆收储配套服务,强化树立已经初现的秸秆生物质热裂解产业优势,通过绿色农业市场化发展带动解决秸秆问题,服务中国可持续农业.     

生物质用于转底炉直接还原工艺研究

为了探讨生物质还原剂用于生产金属化铁的可行性,针对转底炉直接还原工艺,从金属化率、抗压强度和体积收缩率三方面入手,分析了竹炭、木炭、秸秆纤维等3种生物质还原剂以及传统还原剂煤粉对含碳球团还原效果的影响。试验结果表明,生物质能够替代传统还原剂用于转底炉直接还原工艺。与传统还原剂相比,生物质还原剂在含碳球团金属化率方面的影响较小,但不同生物质对含碳球团强度和体积收缩率等方面的影响较大。秸秆纤维含碳球团的强度相对较高,但竹炭和木炭含碳球团的强度较低,需在较高温度下(1 300℃)焙烧才能达到后续生产要求;使用竹炭作还原剂的球团前期膨胀较其他还原剂更为严重,直接导致其高温区体积收缩率较小,从而影响含碳球团的强度和热量传递,需与其他还原剂搭配使用。     

生物质与惰性颗粒流化特性的实验研究

生物质的流化转化是获取生物质能的重要方法之一,单纯的生物质不易流化,在生物质中加入惰性颗粒(石英砂)形成双组份混合物可实现流化.因此有必要对生物质及其与惰性颗粒的流化特性进行研究.该论文在冷态(室温)的条件下,采用降速法,对稻壳,油菜秸秆以及它们相对应的双组份混合体系的流化特性的进行了研究.结果表明石英砂的最小流化速度的理论值与实测值相符;单一组份的生物质颗粒(稻壳或油菜秸秆颗粒)不能正常流化;在稻壳或油菜秸秆颗粒和石英砂双组份混合体系中,稻壳/油菜秸秆的质量分率小于60%时,稻壳/油菜秸秆与石英砂双组分能很好的流化.     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

生物质薏苡秸秆型煤的制备及其燃烧性能研究

生物质型煤不仅可利用农业废弃物,而且可有效提高煤炭的利用率,对能源和环境可持续发展都有重要意义。以薏苡秸秆为生物质添加剂,研究了薏苡秸秆型煤的制备过程,考察了不同薏苡秸秆添加量对型煤挥发分、灰分、发热量、抗压强度等指标的影响规律,深入探讨了生物质型煤的燃烧性能,为发展生物质型煤提供科学数据。     

几种生物质热重曲线的分析

试验研究检测了玉米秸秆，小麦秸秆的热解特性．并对几种生物质的热解过程进行了分析．差热曲线的计算分析表明，生物质热解反应是一个一级反应过程，据此获得了生物质的动力学参数——频率因子和活化能，最后得到生物质的热解动力学方程．     

用生物质燃料替换“燃烧热测定”实验中萘的尝试

不讨论"燃烧热测定"实验的原理、实验仪器、实验数据处理、实验误差分析等内容,也不详细讨论实验方法、实验步骤,而是讨论目前实验使用的药品试剂萘对环境及师生身体造成的影响,由此产生使用生物质燃料(秸秆、木条、毛竹、纸皮等)替代化学药品试剂萘、蔗糖、肉桂酸等测定燃烧热的想法,叙述使用生物质燃料测定燃烧热的方法及教学效果。     

不同热解温度下生物质废弃物制备的生物质炭组成及结构特征

以玉米秸秆、 树枝和树叶3种生物质废弃物为原料, 分别采用差热/热重分析(TG/DTG)、 红外光谱(FT IR)、 Boehm滴定及X射线衍射（XRD）方法考察热解温度为350,550,750 ℃时制备的生物质炭结构及组成特征. 结果表明： 玉米秸秆原料的热稳定性最低, 热解过程中质量损失最大, 其次是树枝和树叶; 玉米秸秆原料的XRD谱弥散程度最大, 构成炭的微晶层数相对较少; 不同原料在相同温度制备的生物质炭, 其单位质量含有的表面官能团种类和总量相近, 但pH值差别较大, 其中玉米秸秆制成的生物质炭pH最大; 随着温度的升高, 相同原料制备生物质炭的芳香化程度增加, 表面官能团总量减少, pH值升高, 纤维素和半纤维素特征峰消失, 结构趋于石墨微晶.     

高校园林生物质废弃物资源化利用探索研究

针对高校园林修剪废弃物资源浪费和污染环境等日益突出问题,通过对5种典型树种修剪残枝进行工业分析和热值测量,并分析园林修剪残枝、枯枝败叶、花卉秸秆资源化循环利用途径。提出了高校园林热值较高的修剪残枝经粉碎,压制成生物质成型颗粒可作为清洁燃料;细枝败叶、花卉秸秆可经粉碎进行有机堆肥还田使用的措施,为高校园林生物质废弃物处理提供有效途径。     

复合生物质燃烧性能的数值模拟及实验

为探究复合生物质的燃烧性能,以圆筒形燃烧室的锅炉为例,利用FLUENT软件建立数学燃烧模型,并选取玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质作为模拟燃烧的燃料。分析4种生物质单独燃烧时燃烧室中心截面的温度分布,结合分析结果将玉米秸秆分别和木屑、稻秆按照不同的质量配比方案进行混合燃烧模拟,并对4种生物质及复合生物质做单烧及混烧实验验证。研究结果表明：4种生物质燃烧时燃烧室中心截面最高温度的排序为玉米秸秆>棉秆>木屑>稻秆,玉米秸秆的最高温度比其它3种生物质高100K以上;生物质的燃烧性能受一次风速、风温及自身含水率的影响较大;混烧明显好于单烧,实验验证玉米秸秆与木屑、稻秆的最佳质量配比分别为3:1、7:3,此时燃烧室中心截面的最高温度混烧比单烧分别提高90K和92K,且复合生物质提高了单一生物质的燃烧性能。     

河南省秸秆直燃机组的装机容量优化

对河南省的秸秆生物质直燃发电机组的装机容量进行了优化研究。根据谷草比确定了河南省各地市的麦秆、玉米秆的年可能源化量。参照当地燃煤电厂煤价,根据热力学第二定律确定了秸秆的可接受价格。根据秸秆的可接受到厂价格、种植密度与可能源化量等,得到了秸秆的有效收集距离以及河南省各地市的最佳装机容量。在维持秸秆发电与燃煤发电利润相同的前提下,现行生物质发电补贴政策可使秸秆的有效收集距离显著增加、机组装机容量显著增大。与燃煤发电相比,秸秆发电的CO_2排放量约为0.1224kg(CO_2)/(k W·h),相当于燃煤电站的11.97%。     

稻草秸秆压缩研究及制粒机械设计

稻草秸秆是一种丰富的再生资源,但稻草秸秆属于粘弹性生物物料,自身密度小,不利于运输和储存,影响其深加工或二次开发利用.而秸秆压缩燃料由于具有很高的压缩比,方便运输和储存,同时改善了生物质燃料的燃烧性能,提高了生物质资源的利用效率.文章研究了稻草秸秆纤维物料的压缩特性、生物质成型机理及影响成型因素,总结出了一种较好的稻草秸秆压缩成型的工艺条件及工艺流程.基于生物质压缩成型技术,设计了一种平模压缩制粒机械,并对不同粒度、不同压力条件下的秸秆进行了压缩制粒成型试验.实验结果表明该制粒机械,能降低能耗、减少磨损,有着较高的生产率.     

花椒园土壤养分质量比特征对秸秆生物质炭类型与施用量的响应

研究生物质炭类型和施用量对花椒园土壤养分质量比特征的影响差异,为评价花椒园土壤养分供给能力,指导施肥和秸秆资源的合理利用提供理论参考.以玉米、水稻和油菜秸秆500℃炭化得到的生物质炭为添加材料,以0(对照),1.0,1.8,2.6 t/hm~2为施用量.以贵州喀斯特地区花椒园作为试验用地,通过生态化学计量学方法分析比较不同处理土壤的全氮(TN)、全磷(TP)、全碳(TC)质量分数和C/N,C/P,N/P.结果表明,不同秸秆生物质炭处理土壤的TN,TP,TC质量分数和C/N,C/P和N/P分别为0.68～1.52,0.37～0.61,5.42～29.98 g/kg和7.79～21.71,14.65～49.15,1.75～2.49,分别是对照的1.13～2.24,1.08～1.65,1.97～5.53倍和1.73～2.72,1.73～3.35,0.95～1.35倍.土壤TN,TP,TC质量分数和C/P,N/P均随着生物质炭施用量的增加而增大,且均在施用2.6 t/hm~2的油菜秸秆生物质炭处理达到最大值.相关性分析表明,土壤TN,TP,TC质量分数及其C/N,C/P,N/P之间呈显著正相关关系,生物质炭类型及施用量的交互作用对其差异性影响最大,生物质炭施用量次之,生物质炭类型最小.综上,花椒园土壤的TN,TP,TC质量分数及其C/N,C/P,N/P均处于较低水平,施用秸秆生物质炭对其具有显著的影响效应;其中施用量为2.6 t/hm~2的油菜秸秆生物质炭是提高花椒园土壤养分质量比特征的最优处理.     

预处理生物质的热解实验研究

通过分步添加Ca(OH)_2与甲酸获得甲酸钙的方法对生物质进行预处理,在管式炉上开展了预处理生物质热解实验,研究了甲酸钙预处理对4种生物质热解特性的影响.样品的红外分析显示,甲酸钙预处理影响了纤维素和半纤维素的结构,一定程度上破坏了乙酰基侧链,而对木质素苯环结构影响较小,且出现了明显的羧酸根官能团振动.热解实验结果表明:木屑的生物油产率高于3种秸秆类生物质(玉米秆、稻秸、麦秆),最大生物油产率达到0.496 g/g.甲酸钙预处理使得生物质的半焦和气体产率增加,而生物油产率下降.GC-MS分析显示,木屑生物油酸类含量低于秸秆类生物质,而酚类物质含量较高,其中麦秆生物油酸类含量最高,酸度最强.甲酸钙预处理明显减少了生物油中乙酸和左旋葡聚糖的含量,增加了羟基丙酮与环戊烯酮等酮类物质;而且甲酸钙预处理显著降低了生物油的酸性,且对秸秆类生物质的改善作用更加明显,其中木屑生物油p H值从4.1~4.3增加到5.6~5.8,麦秆生物油从2.4~2.7增加到5.0~5.3.     

秸秆沼气发电技术

为了缓解农村电力不足,秸秆焚烧污染,充分利用农村丰富的生物质资源,秸秆沼气发电成为一个重要的方法。本文对秸秆沼气发电的意义以及秸秆沼气发电的技术问题等方面作了阐述。     

纤维素水解制燃料乙醇

乙醇是全球使用最多的生物燃料，本文重点论述了纤维素水解制乙醇的工艺：由预处理、水解、发酵等过程组成，介绍了生物质合成气发酵制乙醇的工艺．指出丰富的秸秆资源使燃料乙醇的生产具有很大的前景。     

滨州市农作物秸秆综合利用技术及优选分析

滨州市耕地面积46.53万hm2,种植结构以小麦、玉米、棉花为主,理论秸秆产量约580万t/a,主要利用方式包括肥料化(70%)、饲料化(20%)、燃料化+基料化+原料化(10%)等。结合当地实际,优选出了小麦/玉米秸秆"青贮饲料+秸秆还田"、棉花秸秆"生物质颗粒燃料+生产原料"、零散秸秆"沼气/沼渣+有机肥"为主的综合利用模式,分析了秸秆综合利用的长效机制。     

农户秸秆处置及供生物质电厂成本分析

为了分析农户秸秆就地焚烧造成面源污染而生物质电厂秸秆收购难的问题,通过对七省124个农户进行调研,结合家庭情况得到了农户秸秆处置的数据.结果显示59.3%的农户焚烧过秸秆,82.3%的农户未出售过秸秆.基于调研对农户秸秆供应进行场景设置,并建立供应成本的数学模型.以江苏省某生物质电厂秸秆供应为例,对不同场景下水稻秸秆供应成本进行分析,得到成本最高250元·t-1、最低186元·t-1.该模型可为引导农户合理利用秸秆、生物质电厂制定秸秆收购价格提供参考依据.