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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林贵英 陈伟 刘文质 董安民 邵敬爱 张世红 杨海平 陈汉平
热解技术是稻壳有效利用的重要处理方法,其炭、气和油三态产物均具有较高的利用价值。稻壳炭是稻壳热解后产生的固态产物,对环境、农业和新能源等具有重要的影响作用。稻壳炭的理化特性决定了炭产物的利用方式及效果,不同热解温度条件下制得的稻壳炭的理化特性不同,热解温度对稻壳炭理化特性影响较大。对不同热解温度制得的稻壳炭的理化特性进行系统研究有利于稻壳炭的定向制备及高值化利用。为确定热解温度对稻壳炭理化特性的影响作用,在管式炉固定床上制得不同热解温度的炭产物,对稻壳炭工业分析及元素分析、可溶性物质含量、表面官能团和孔结
关键词：
生物炭 稻壳 热解温度 理化特性
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王天龙 伊松林 高建民 陆志兴 王霞
该研究以稻壳为原料,采用热解的方法对稻壳进行热解实验。结果表明:热解温度在100~300℃范围内,气态产物的产量和产率较高,其低位热值大约为10 792 kJ/m3左右,属中等热值的可燃气,可直接作为民用燃气使用;热解温度在100~300℃范围内,液态产物的产出量和产出率也都最高,但绝对产量都相对较少,在能源化利用方面效果不明显;固态产物主要是稻壳炭,随温度的升高,产量和产率逐渐减小,并趋于恒定,稻壳炭也可直接作为燃料使用。
关键词：
稻壳 热解产物 影响因素
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
苗微 孟军 兰宇 韩晓日 陈温福
生物炭性质虽然稳定,却也并非一成不变,其理化性质会随着时间推移而发生缓慢变化,进而对其功能产生影响。为明确陈化对生物炭理化性质的影响,探明生物炭陈化机制。以稻壳生物炭为试验材料,利用PVC圆柱,在人工气候箱中通过25个周期冻融循环(30℃/10d,-25℃/10d)和淋溶模拟生物炭陈化过程,分析生物炭表观结构、元素组成、氧化程度、吸附能力、pH值、碳酸盐含量等理化性质变化。结果表明:陈化处理破坏稻壳生物炭的表观结构、增加表面孔隙且随处理周期延长破坏程度加剧。C元素含量和C/H比值在25个周期中没有显著变化
关键词：
稻壳生物炭 陈化 理化性质
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
葛丽炜 夏颖 刘书悦 程鑫 翟英博 丁凡
为总结马弗炉制备生物炭的经验和明晰热解温度和时间对生物炭性质的影响,以玉米秸秆为原料,在不同热解温度(400,500,600℃)和时间(2,3,4,6,8h)交叉条件下,在实验室用马弗炉烧制生物炭,计算生物炭的产率,测定其碳和氮含量,并总结利用马弗炉制备生物炭的经验。结果表明:不同热解条件下,生物炭的产率为11.2%32.1%,生物炭的碳含量为60.9%77.3%,全氮含量为1.1%2.8%,C/N为23.571.6。随着热解温度的升高,生物炭的产率降低,400℃时为20.5%32.1%,500℃时为12
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
赵伟宁 杨兴 何丽芝 郭佳 王海龙
园林废弃物处理不合理,不仅会造成植物营养元素的流失,还会造成环境污染。以法国梧桐Platanus orientalis,桂花Osmanthus fragrans,红叶石楠Photiniax fraseri和樟树Cinnamomum camphora等南方城市典型园林绿化废弃物生物质为原材料,研究热解温度(350, 500和650℃)对不同园林废弃物生物质炭产率和理化特性的影响。结果表明:生物质炭的产率随着热解温度的升高呈下降趋势,且在350~500℃温度段变化较明显;原材料灰分质量分数对生物质炭产率有明显影响,法国梧桐叶片炭产率最高,其枝条炭产率最低。高温度条件下制备的生物质炭芳香性增强,亲水性和极性减弱, 650℃制备的红叶石楠枝条炭和法国梧桐枝条炭的芳香性较强, 350℃制备的法国梧桐叶炭亲水性和极性最强。桂花和樟树叶片炭的全氮质量分数较高,叶片炭全硫质量分数高于枝条炭。随着热解温度的升高,生物质炭表面的含氧官能团种类和数量逐渐减少,红叶石楠叶片炭在高温条件下官能团仍明显存在。利用扫描电镜和X-ray能谱分析生物质炭(500℃)发现,樟树枝条炭和法国梧桐枝条炭孔隙结构较发达,红叶石楠叶片炭中磷、镁、钾、钙等元素质量分数较高。综上所述,园林废弃物生物质炭的特性主要受原材料和热解温度的影响,不同温度下制备的园林废弃物生物质炭具有不同的产率和理化特性。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
曹婷 孟军 兰宇 赫天一 刘遵奇 黄玉威 程效义 陈温福
生物炭用作土壤改良剂受到广泛关注,其对土壤磷素有效性的影响研究较少。本研究通过为期52周的室内土柱淋溶试验研究生物炭对3种类型土壤磷淋溶的影响。以500°C温度下热解30min制得的稻壳炭和该水洗稻壳炭为试验材料,分别以15%的重量比添加到酸性红壤、弱碱性风沙土和碱性盐土中,不加稻壳炭的土壤分别为各自处理的对照。试验测定了淋溶液的磷酸盐累积淋失量、土壤pH值、土壤有效磷含量、酸性磷酸酶活性、中性磷酸酶活性和碱性磷酸酶活性。结果表明:稻壳炭可增加红壤的pH值,但会降低风沙土和盐土的pH值;培养第20周之前,
关键词：
生物炭 有效磷 淋溶 土壤
[期刊] 西南农业学报
[作者]
严静娜 覃霞 梁定国 杨惟薇 张超兰
以蚕沙为原材料,采用缺氧热解法在300、500和700℃下制备生物质炭,研究生物质炭施入Cd、Pb单一污染和复合污染潮土(Cd浓度5 mg/kg,Pb浓度350 mg/kg)后,土壤性质及土壤中Cd、Pb化学形态的变化,探讨生物质炭对土壤重金属的钝化效果。结果表明:添加生物质炭培养45 d后,土壤p H值和SOC含量随着生物质炭热解温度升高而逐渐增大。同时,生物质炭的施入显著降低了土壤Cd、Pb的弱酸可提取态含量,提高了残渣态含量,钝化效果明显。不同热解温度生物质炭对3种污染潮土中Cd、Pb的钝化效果均为:蚕沙-700>蚕沙-500>蚕沙-300。添加700℃蚕沙生物质炭,在Cd、Pb单一污染...
关键词：
生物质炭 镉 铅 化学形态 钝化
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
伏肖 徐强 黄晓玮 李芷薇 谭天骕 易自力 薛帅
为综合评价热裂解温度和原料类型对生物炭品质的影响，选取了3类不同来源的17种生物质原料，分别在600、800、1 000℃下热裂解为51种生物炭。基于生物炭在重金属污染治理的应用，采用主成分分析法分析热裂解温度和原料类型对生物炭的理化性质的影响，并通过相关性分析筛选出了生物炭的核心指标；基于获得的核心指标，再采用灰色关联度（RI）综合评价这51种生物炭在修复重金属污染方面的综合品质潜力。结果表明与热裂解温度相比，原料类型对生物炭的理化性质影响更大。筛选所选取的9个评价指标，确定出炭率、比表面积、氢碳摩尔数比、酸性官能团含量和灰分含量为生物炭品质评价的核心指标。此外，随着热裂解温度的升高，生物炭的灰色关联度升高，1 000℃下的高大禾草类生物炭，如竹（RI=0.697）、南荻（RI=0.676）和柳枝稷（RI=0.671）等生物炭的综合评价指数高，说明这3种生物炭具有更大的应用潜力。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王昆艳 官会林 赵林艳 李双丽 魏富刚 杨绍周 宋洪川 孙世中 徐武美
【目的】针对云南高原酸性红壤区的研究与应用基础薄弱，特别是针对三七连作土壤改良方面的研究与应用相对较少的情况，本研究以连作5年三七种植地为对象，研究生物炭对土壤理化性质、酶活性、细菌群落结构与三七幼苗存活率的影响，为三七连作地土壤改良与连作障碍消减提供试验依据。【方法】三七连作地生物炭施用量为1 kg/m~(2)，以不施炭为对照(CK)，共17组同地对照试验。对各试验小区土壤理化性质与酶活性进行了测定，利用高通量测序技术分析了细菌群落结构，并调查了三七幼苗存活率。【结果】施加生物炭后，三七连作土壤pH与有机质、铵态氮、有效磷含量显著提高(P0.05)；此外，土壤多酚氧化酶、脲酶的活性显著提高(P0.05)。与对照相比较，施用1 kg/m~(2)的稻壳炭使土壤pH均值提高了1.23，有效磷、铵态氮与有机质含量均值分别提高了29.31 mg/kg、2.35 mg/kg与0.98%，脲酶与多酚氧化酶活性分别提高了0.09 mg/g和2.24 mg/g；高通量测序与生信分析表明，试验组与对照组微生物群落具有明显的分化特征，三七连作土壤细菌的优势菌群为Bacteroidetes，Proteobacteria和Firmicutes，在试验组中占比分别为29.97%、28.26%与19.97%，而在对照组中占比分别为31.61%、25.26%与20.16%。试验组三七幼苗存活率平均达62.46%，而对照组三七零星出苗后全部死亡。【结论】施加生物炭可有效改良三七连作土壤，对其连作障碍问题起到一定的消减作用。本研究为三七种植土壤改良与连作障碍消减提供了试验依据。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
马中青 张齐生
马尾松Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ是中国重要的速生人工林树种。采用热化学转化法，可制取生物质燃气、生物质炭和生物油等高品质燃料。采用固定床热解反应器，开展了热解温度（４００，５００，６００和７００℃）对马尾松慢速热解过程产物产率和基本特性的影响研究。结果表明：随着反应温度的升高，气体产率逐渐增加，炭产率和生物油产率逐渐减少；在７００℃时，可燃气的最高热值为１２．１１ ｍＪ·ｎ～（－１）·ｍ～（－３），气体成分及其体积分数为二氧化碳Ｃｏ＿２（２４．００％），一氧化碳Ｃｏ（２５．００％），甲烷ＣＨ４（１５．５０％），氢气Ｈ＿２（２５．５０％）和烃类气体ＣｎＨｍ（２≤ｎ≤４）（０．９７％）；炭的．．．
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
何逸婷 Marios Drosos 孙嘉 刘晓雨 潘根兴 夏少攀
[目的]本文旨在研究热解温度和原料对生物质炭化学性质及官能团的影响，为优化生物质炭的化学性能提供科学依据。[方法]以小麦、水稻和玉米秸秆为原料，在3种温度(350、450和550℃)下进行热解，分别得到小麦秸秆生物质炭(WB350、WB450和WB550)、水稻秸秆生物质炭(RB350、RB450和RB550)和玉米秸秆生物质炭(CB350、CB450和CB550)。分析这些生物质炭的pH值、灰分含量、阳离子交换量(CEC)、全碳和全氮含量，采用红外光谱法和~(13)C核磁共振波谱法分析生物质炭化学结构。[结果]当温度从350℃升至550℃时，小麦、水稻和玉米秸秆炭的pH值和C/N值均显著提高，全氮含量均显著降低；水稻和玉米秸秆炭的灰分含量显著提高，而CEC显著降低。从不同原料来看，当温度为350和550℃时，水稻、玉米和小麦秸秆生物质炭的灰分含量依次递减。同一温度下，玉米秸秆炭的CEC显著高于小麦和水稻秸秆炭的CEC。同一温度下小麦、玉米和水稻秸秆炭的全碳含量依次递减；玉米、水稻和小麦秸秆炭的全氮含量依次递减；小麦、水稻和玉米秸秆生物质炭的C/N值依次递减。随着温度的升高，生物质炭中各种芳香族官能团含量增多，脂肪族官能团含量减少。温度为550℃时，水稻秸秆生物质炭的—CH_2和SiO_2的吸收振动强于玉米和小麦生物质炭，水稻、小麦和玉米秸秆炭的芳香性指数依次递减；当温度为350℃时，水稻、玉米和小麦秸秆炭的烷基指数依次递减。[结论]不同温度和原料制备的生物质炭中，550℃热解温度下的生物质炭具有较高的pH值，故推荐施用550℃热解的生物质炭来改良酸性土壤；玉米秸秆生物质炭的CEC较高，有利于提高土壤的肥力水平；而水稻秸秆生物质炭在350℃热解温度下含有较高的灰分含量和较多的脂肪族官能团，而在550℃热解温度下芳香性指数较大，其可能是同时增强土壤肥力和实现土壤固碳减排的潜在良好材料。
[期刊] 华北农学报
[作者]
李玉梅 杜秋红 于洪久 郭炜 王根林 阎秀峰 魏丹
采用碱溶酸析技术将稻壳灰中非晶态分子硅转化为易溶态硅酸盐,通过水稻萌发试验,研究不同浓度硅预处理对种子活力、根系吸收能力及幼嫩叶片叶绿素含量的影响。结果表明,稻壳灰提取硅与常规硅肥对种子萌发影响表现趋势一致。一定硅浓度范围内,种子发芽势、发芽率、发芽指数随硅浓度增加而增加,达一定值后,随硅浓度增加而降低;根系活跃吸收面积与总吸收面积以处理B硅含量8%,稀释300倍最高,其次是稀释400倍,以处理D硅含量16%,稀释100倍最低;常规硅肥处理对水稻叶绿素影响略低于与同一硅浓度稻壳灰提取硅处理,但差异不明显。稻壳灰提取硅含量在8%,稀释300～400倍浸种,具有明显的促进种子萌发作用。
关键词：
稻壳灰 硅 水稻
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
刘慧冉 谢昶琰 康亚龙 江尚焘 梅新兰 徐阳春 董彩霞
[目的]本文旨在研究梨树枝条在不同温度下裂解所得生物炭的理化性质差异,确定适宜的制备生物炭温度范围,为梨树修剪枝条资源化利用提供新的途径。[方法]以粉碎梨树枝条为原料,在惰性气体包围下,在不同裂解温度(300～900℃)下制备生物炭,研究不同裂解温度对生物炭理化性质的影响。[结果]裂解温度由300℃上升到900℃,生物炭产率由61%显著降低到24%(P<0.05),生物炭中碳含量增加而氮含量显著降低,钾、钙、镁、硼、铁、铜等元素含量均先升高后保持稳定;阳离子交换量随温度的升高先显著下降后保持稳定。红外光谱分析表明随着裂解温度的升高,枝条内O—H和C—H键断裂,形成难降解的芳香烃类物质;扫描电镜分析表明生物炭孔隙度随着裂解温度升高而增加,温度越高,孔数量越多,比表面积越大,700℃下制备的生物炭比表面积相比300℃增加了50%;同时,比表面积及孔体积也随温度的升高而增加,吸附性增强。[结论]制备枝条生物炭时,将裂解温度设置为500～700℃时,元素含量相差不大,微孔和大孔数量基本达到最高水平,吸附性能达到最佳。
关键词：
梨 枝条 裂解 温度 生物炭
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
苏锶如 薛俊杰 马中青 蔡博 张文标 袁世震 卢如飞
【目的】生物质气化技术是一种清洁可再生的能源利用技术。研究气化温度对气化产物特性的影响机制，构建气化产物特性的演变规律，对中国实现碳达峰与碳中和目标具有重大意义。【方法】以玉米Zea mays秸秆、棕榈Trachycarpus fortunei壳和马尾松Pinus massoniana等3种农林生物质废弃物为原料，以空气为气化剂，采用自制的微型固定床气化装置，开展3种生物质的气化多联产研究，系统研究了不同气化温度(700、800、900℃)对气化性能的影响，以及对气化三相产物(可燃气、生物质炭与焦油)特性的影响机制。【结果】随着气化温度从700℃增加至900℃，可燃气的质量产率逐渐增加，而生物质炭和焦油的质量产率逐渐减小。较高的气化温度有利于提升可燃气的热值。在3种原料中，马尾松可燃气的热值最高，一氧化碳、氢气和甲烷质量分数分别为40.03%、18.27%和18.29%，低位热值达13.58 MJ·m~(-3)。随着气化温度的增加，生物质炭中的碳元素质量分数增加，氢元素质量分数下降，灰分质量分数大幅增加，其中马尾松炭的热值最高，达到29.7 MJ·kg~(-1)。随着气化温度的增加，3种原料的气化液体产物中酸类、醇类、醛酮类、呋喃类化合物相对含量逐渐减小，而芳烃类化合物相对含量大幅增加，其中马尾松的芳烃类化合物相对含量最高，达到61.12%。【结论】气化温度对生物质气化三相产物的产量及特性有显著的影响，选择合适的气化温度对提高生物质可燃气热值及气化效率至关重要。图6表2参25
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