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农林剩余物综合利用的研究现状

农机化研究 2015年第2期37卷 230-235页

作者：刘飞周岭塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

面对石油、天然气价格的逐渐上涨,非再生资源逐渐减少,作为可再生能源的生物质能逐渐受到各国关注。农林剩余物是一种宝贵的生物质能,综合高效利用这些可再生能源,已经成为当今国际上的热点。为此,总结了近年来国内外对生物质研究利用... 详细信息

面对石油、天然气价格的逐渐上涨,非再生资源逐渐减少,作为可再生能源的生物质能逐渐受到各国关注。农林剩余物是一种宝贵的生物质能,综合高效利用这些可再生能源,已经成为当今国际上的热点。为此,总结了近年来国内外对生物质研究利用的状况,并对我国生物质技术发展提出了展望。

关键词：农林剩余物生物质能秸秆综合利用

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农林剩余物柱塞式常温压缩成型机理研究

农林剩余物柱塞式常温压缩成型机理研究

作者：冀雨北京林业大学

学位级别：硕士

生物质能源作为一种清洁可再生能源,其开发与利用已成为世界各国关注和研究的重点。我国农林剩余物资源量大,具备发展生物质能源的潜力。生物质成型技术是发展生物质能源的有效途径,深入研究生物质常温成型机理有利于生物质成型技术的成... 详细信息

生物质能源作为一种清洁可再生能源,其开发与利用已成为世界各国关注和研究的重点。我国农林剩余物资源量大,具备发展生物质能源的潜力。生物质成型技术是发展生物质能源的有效途径,深入研究生物质常温成型机理有利于生物质成型技术的成熟,对生物质成型设备结构的设计与优化具有指导作用。然而,对农林剩余物柱塞式常温压缩成型机理的研究尚未完善,相关验证实验较少。本文基于弹塑性变形理论对生物质柱塞式成型过程进行了理论研究,分析了物料在压缩过程中的变形和其在成型套筒中的受力情况,得到了物料所受轴向应力与径向应力的关系,及径向应力沿成型套筒轴向的指数型分布规律。利用ANSYS进行自然干燥(含水率7%)玉米秸秆、柠条在不同长径比成型套筒中的常温柱塞式成型过程仿真,根据仿真结果分析物料的流动、变形规律,并利用MATLAB进行物料所受径向应力仿真值曲线拟合,得到径向应力随物料位置变化的方程,拟合结果与理论分析结果一致。在常温状态下,进行玉米秸秆、柠条在7%、11%、15%、19%含水率和3.5、4、4.5、5长径比下的单因素实验,结果表明不同农林剩余物在同一实验条件下成型效果不同,不同成型结果的轴向应力变化规律有差异,但不同原料在柱塞式成型过程中的径向应力变化规律相同,且实验数据与仿真数据的误差较小,验证了理论分析的合理性与有限元仿真的可靠性。为进一步探究不同成型条件对成型效果的影响,以玉米秸秆、柠条为原料,成型套筒长径比、含水率、柠条质量分数为试验因素,成型压力、成型块松弛密度、表面质量为试验评价指标,进行柱塞式常温成型试验。通过响应面分析,选择2FI模型建立试验因素对各评价指标的多元二次回归方程,得到试验因素对各评价指标的显著性影响顺序,并确定最佳成型效果的因素水平组合:成型套筒长径比4,含水率15%,柠条质量分数30%。对实验所得成型块进行显微观察,发现端面物料以搭接的形式结合,外围物料相对中心物料的结合效果更好;外圆表面物料因摩擦严重发生破裂、流动并相互嵌合在一起。另外,含水率、成型套筒长径比过大或过小均会削弱物料的结合强度,影响物料的结合。

关键词：农林剩余物常温柱塞式应力变化微观结合

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农林剩余物的液化及液化产物利用研究进展

化学与生物工程 2012年第12期29卷 12-18页

作者：石敏任符韵林广西大学林学院广西南宁530005

从液化方法、液化机理及液化产物利用等方面对农林剩余物的研究进展进行了综述,指出存在的主要问题并提出了合理建议,为农林剩余物的高值化应用提供了参考。

关键词：农林剩余物浪化进展

中国农林剩余物和能源作物资源评估及减排效益分析

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中国农林剩余物和能源作物资源评估及减排效益分析

作者：卫洪建华中科技大学

学位级别：硕士

生物质能作为唯一含碳的可再生能源,具有实现负碳排放的潜力,是应对气候变化战略的关键组成部分。准确评估我国生物质资源总量及地理分布情况可为生物质产业发展及区域部署提供科学支撑,而进一步对其实际应用潜力及减排效益的分析可为... 详细信息

生物质能作为唯一含碳的可再生能源,具有实现负碳排放的潜力,是应对气候变化战略的关键组成部分。准确评估我国生物质资源总量及地理分布情况可为生物质产业发展及区域部署提供科学支撑,而进一步对其实际应用潜力及减排效益的分析可为实现国家减排目标及产业布局提供参考。我国农林剩余物资源丰富,又可利用边际土地种植能源作物,生物质资源总量巨大。但现有资源评估主要基于地理约束,未考虑不同技术的实际转化效率,且资源计量中收集参数过于粗略,不能反映不同类型生物质的收集特点,使得生物质资源评估不够精确细致,对产业发展、政策制定造成了障碍。本文基于我国2000-2015年平均净初级生产力数据,耦合作物收集模型,利用地理信息系统构建了我国农林剩余物及能源作物资源核算模型,采用具有地理特征的更精细的收集参数来提高资源评估的准确性,同时探究在现有生物质利用技术约束条件下的应用潜力,并通过情景分析法和生命周期法结合,比较了传统利用情景和负碳技术情景下的减排效益,主要结论如下:(1)在地理约束下我国农林剩余物及能源作物资源能量潜力达10.751.45 EJ/yr,其中农业剩余物为主要的资源类型,为9.10 EJ/yr,占到总体的83%。当收集半径为10km,四川东部、重庆西部、山东东部及江苏东部为生物质产业布局最优区域,能发展年处理量达30 kt的生物质产业;收集半径50 km时,四川东部和江苏东部为生物质产业布局最优区域,能发展年处理量达600 kt的生物质产业。(2)基于现行主流生物质利用技术的能量转换效率,我国农林剩余物及能源作物资源实际可提供能源3.36.58 EJ/yr,能满足我国《生物质能发展“十三五”规划》中2020年生物质利用需求量,但同2030年的规划需求量相比还存在2.63.97 EJ/yr的资源缺口,未来可从优化现有工艺流程和开发新型生物质技术等方面进行填补。(3)基于生物质利用技术的生命周期排放核算,在传统利用情境下能产生40531Mt CO/yr的替代减排效益,占到我国2016年温室气体排放总量的4.45.74%;在负碳技术情景下能实现更为显著的替代减排效益,可达1.38.47 Gt CO/yr,占2016年排放总量的15.186.17%,能实现2020年150 Mt CO/yr的减排目标。

关键词：生物质资源农林剩余物能源作物净初级生产力应用潜力替代减排

乡村振兴背景下农林剩余物在产品设计中的应用研究——以笋壳材料为例

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乡村振兴背景下农林剩余物在产品设计中的应用研究——以笋壳材料...

作者：杨雯麟四川美术学院

学位级别：硕士

十九大报告指出,农业、农村、农民问题是关系国计民生的根本性问题,必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重,实施乡村振兴战略,不断开创“三农”事业发展新局面。近年来,乡村振兴已取得一定的成效,但农村中依然还存在着“... 详细信息

十九大报告指出,农业、农村、农民问题是关系国计民生的根本性问题,必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重,实施乡村振兴战略,不断开创“三农”事业发展新局面。近年来,乡村振兴已取得一定的成效,但农村中依然还存在着“创新性不足”,“自主性缺失”等问题。单独依靠农村自身的力量无法较好地解决这些问题,需外部强有力的手段介入。设计作为一种被人们广泛接受的产品开发手段,不仅能大幅度提高产品的附加值,也能为产品融入节能环保、创新的可持续发展理念,实现乡村产业升级与生态环保的双赢局面。将设计引入乡村振兴,并打造乡村特色生态产业成为了当下农村发展的新趋势。本研究以川渝地区乡村中常见的农林剩余物-竹笋壳为研究实例,进行了笋壳材料的应用研究和产品设计实践。首先,通过聚焦乡村中开发潜力大,但利用转化率不高的农林剩余物,进行分类与调研。结合各生物材料特性以及开发价值与潜力,选定了竹笋壳材料作为此次设计的研究对象。选定笋壳材料后,为体现笋壳材料的自然美,对笋壳材料特性以及加工成型工艺进行了实验研究,选取了编织、拼接、模压三种成型工艺作为笋壳产品设计主要的成型方法。再结合当地本土文化,将川渝地区的传统民居和山水意象的视觉元素融入到产品的设计中,使产品设计本土化、乡村化。本研究从乡村产业绿色发展的角度出发,将川渝特色文化和可再生农林剩余物材料结合,形成了特色笋壳材料产品设计的研究成果。本文的实践成果表明农林剩余物具有广阔的市场,极高的开发利用价值,但利用手段较为单一,市场转化率不高。主要是缺乏对农林剩余物材料的特性以及二次开发工艺的深入研究。而农村具有丰富的物质条件、充足的劳动力以及农民的造物经验,设计能赋予产品新颖的外观与精准地把控市场需求。笋壳材料广泛地存在于川渝地区,是一种干净无污染的可再生生物材料,具有很高的开发价值。通过设计开发赋能笋壳材料,让笋壳材料的附加值提升。在满足“青山银山就是绿水金山”的可持续发展理念下,笋壳材料的设计开发有助于推动乡村生态产业的发展,为乡村振兴注入了新的能量源泉。

关键词：乡村振兴农林剩余物笋壳材料产品设计

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利用农林剩余物高温发酵制备生物燃气的研究

利用农林剩余物高温发酵制备生物燃气的研究

作者：肖正福建农林大学

学位级别：硕士

本文以能源植物巨菌草为发酵底物,富集得到了四个不同的高温降解植物性原料产生物燃气菌群。将富集得到的菌群在5 L发酵罐和35 L发酵罐内进行了扩大培养后,单位原料积累产气量下降量均不足5%,说明该菌群稳定性较好,可以在实际生产中推... 详细信息

本文以能源植物巨菌草为发酵底物,富集得到了四个不同的高温降解植物性原料产生物燃气菌群。将富集得到的菌群在5 L发酵罐和35 L发酵罐内进行了扩大培养后,单位原料积累产气量下降量均不足5%,说明该菌群稳定性较好,可以在实际生产中推广应用。巨菌草厌氧发酵前进行堆沤预处理的实验表明,沼液堆沤效果最佳。接种量32%和64%时产气效果好,总产气量较高。未外加氮源的巨菌草(即C/N42.5)发酵起始明显滞后。而外加氮源使起始碳氮比低于30的巨菌草发酵的产气量效果大致相同。最佳起始碳氮比范围是14～22。有机氮源或无机氮源对最终的产气总量影响不大。对不同农林剩余物进行成分分析发现,六种农林剩余物的TS差别很大,最高的银耳菌糠为81.15%,最低的笋头仅为21.82%。这六种原料的灰分含量大体在5%～10%TS。不同原料的含碳量大多集中在40%～50%,但甘蔗渣中的碳含量明显高于其他原料,达到了 65.08%。不同原料中的含氮量有明显区别,从0.61%到5.69%不等。由此得到的碳氮比也有较大差别,较低的如菇头7.34,较高的是甘蔗渣106.69。从六种农林剩余物主要营养成分(粗蛋白+粗脂肪+总糖)与木质纤维素(纤维素+半纤维素+木质素)总量对比来看,除菇头外,木质纤维素含量均高于主要营养成分。其中甘蔗渣中木质纤维素含量远远高于主要营养成分。本实验所用的六种农林剩余物高温生物燃气发酵的积累产生物燃气量和积累产甲烷量差别很大。产气效果最好的是菇头,15天的高温生物燃气发酵积累产生物燃气量为485.1 ml/g TS,甲烷浓度为53.5%。产气效果最差的是茶树菇菌糠,15天的积累产生物燃气量仅为39.0 ml/g TS,由于其产气效果太差,可以判断其发酵失败,即本实验所用的茶树菇菌糠不能正常发酵。从相关系数上可以看出原料主要营养成分与木质纤维素之比与积累产生物燃气量之间有较强的正相关性。原料中大量营养成分(主要指粗蛋白、总糖、粗脂肪)含量越高,木质纤维素含量越低,则原料的产生物燃气效果越好。杏鲍菇菌糠在15天的高温生物燃气发酵过程中原料TS减少到了 47.49%。第三天时挥发性脂肪酸(VFA)在发酵液中的含量最高达到了 64.5μg/ml。杏鲍菇菌糠中的大量营养成分粗蛋白、粗脂肪、总糖减少了 58.89%、58.63%、76.47%。第0～6天是这三种成分迅速减少的阶段。纤维素、半纤维素降解率分别为39.77%、47.48%。原料中的木质素几乎没有发生降解。沼渣碳氮比从起始的18.85升高到15天后的32.53。原料中所含的碳共有41.89%转化为气体(甲烷和二氧化碳),52.23%的碳依然呈固体状态存留在沼渣中,其余5.88%溶入沼液成为溶液状态的碳。0～6天是氮元素从沼渣迅速向沼液转化的阶段。

关键词：农林剩余物高温发酵生物燃气

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农林剩余物无机人造板分析

南方农业 2017年第8期11卷 125-126页

作者：来宽清辽宁省实验林场 113311

21世纪以来,我国居民生活水平的大幅度提升,同时对持续发展越发关注,资源浪费、环境污染等问题被不断提出,已受到广泛的关注。我国是农业大国,在农业生产过程中会产生很多农林剩余物。目前,我国农林剩余物的废物利用已被广泛推广,其中... 详细信息

21世纪以来,我国居民生活水平的大幅度提升,同时对持续发展越发关注,资源浪费、环境污染等问题被不断提出,已受到广泛的关注。我国是农业大国,在农业生产过程中会产生很多农林剩余物。目前,我国农林剩余物的废物利用已被广泛推广,其中无机人造板就是一个重要的项目。基于此,从无机人造板的市场情况、农林剩余物的利用以及无机人造板的加工工艺几方面对其进行了总结和分析。

关键词：农林剩余物无机人造板加工工艺

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农林剩余物制造绿色建材新产品开发

中国科技成果 2010年第22期11卷 13-14页

该课题以农作物秸秆、竹材和林业加工剩余物为主要原材料，研发秸秆全生物量利用制造绿色板材及相关高附加值产品的成套生产工艺技术，创制了高性能竹基纤维复合材料、潮湿状态下使用的结构用秸秆刨花板；无游离甲醛释放葵花秸秆刨花板... 详细信息

该课题以农作物秸秆、竹材和林业加工剩余物为主要原材料，研发秸秆全生物量利用制造绿色板材及相关高附加值产品的成套生产工艺技术，创制了高性能竹基纤维复合材料、潮湿状态下使用的结构用秸秆刨花板；无游离甲醛释放葵花秸秆刨花板；无游离甲醛释放的麦秸、稻草纤维板；废弃木材以及加工剩余物制造环保型板材；豆基蛋白为基体的耐水性生物质胶粘剂、绿色轻型木塑复合材料等生物基产品。

关键词：新产品开发农林剩余物绿色建材制造农作物秸秆加工剩余物生产工艺技术高附加值产品

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农林剩余物进入产业化应用阶段

致富天地 2014年第4期 78-79页

记者日前从中国林科院获悉，由该院创新集成的“农林剩余物多途径热解气化联产炭材料关键技术”，已成功实现了木屑、枝桠、秸秆等农林剩余物的气化发电、供热、供气的产业化应用。

关键词：农林剩余物产业化应用中国林科院热解气化气化发电炭材料秸秆