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农林废弃物循环流化床空气气化特性实验研究

发电技术 2024年第3期45卷 535-544页

作者：高忠明朱德敖陈雨佳刘三举王勤辉湖北华电襄阳发电有限公司湖北省襄阳市441000 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

【目的】考察生物质种类在不同参数下对循环流化床空气气化特性的影响,为宽燃料适应性的生物质循环流化床气化技术和生物质气化耦合燃煤发电技术提供相关数据参考。【方法】在自行搭建的小型常压循环流化床气化实验装置上,开展了以空气... 详细信息

【目的】考察生物质种类在不同参数下对循环流化床空气气化特性的影响,为宽燃料适应性的生物质循环流化床气化技术和生物质气化耦合燃煤发电技术提供相关数据参考。【方法】在自行搭建的小型常压循环流化床气化实验装置上,开展了以空气当量比(equivalent ratio,ER)、气化温度为参数,农林废弃物(稻壳、木屑、玉米秸秆和稻草)为原料的空气气化实验研究。【结果】稻壳、木屑、玉米秸秆和稻草气化气组分在不同空气当量比下的变化规律基本一致,随着空气当量比不断增加,稻壳、木屑、玉米秸秆和稻草的气化燃气低位热值和冷煤气效率均呈现先增后减的变化趋势,对于稻壳、木屑和玉米秸秆,ER为0.20时均为最优工况,最高冷煤气效率分别为46.19%、38.07%和37.71%;而对于稻草,ER为0.25时为最优工况,最高冷煤气效率可达39.55%;稻壳、木屑、玉米秸秆和稻草气化气组分中的三大可燃气体(CH4、CO、H2)在不同气化温度下的变化规律也一致,随着气化温度不断升高,稻壳、木屑、玉米秸秆和稻草的气化燃气低位热值和冷煤气效率也均呈现先增后减的变化趋势,其中稻壳和玉米秸秆冷煤气效率在气化温度为750℃时达到峰值,分别为46.19%和37.71%,而木屑和稻草在气化温度为760℃时达到峰值,分别为38.07%和37.56%。【结论】研究结果可为宽燃料适应性的生物质循环流化床气化技术和生物质气化耦合燃煤发电技术提供相关数据参考。

关键词：农林废弃物生物质循环流化床空气气化空气当量比

燃煤耦合农林废弃物在流化床内燃烧的氮氧化物生成特性模拟研究

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动力工程学报 2024年第5期44卷 692-702页

作者：张涛戴良旭王长安杨琨袁天霖崇培安车得福上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

通过化学反应动力学模拟方法构建了流化床燃烧反应模型,研究了燃煤耦合农林废弃物燃烧过程中氮氧化物的生成特性与反应机理。结果表明:氮氧化物转化率随着农林废弃物掺混比例增加而增大,且随着生物质掺入量增加,转化率增长速率提高;燃... 详细信息

通过化学反应动力学模拟方法构建了流化床燃烧反应模型,研究了燃煤耦合农林废弃物燃烧过程中氮氧化物的生成特性与反应机理。结果表明:氮氧化物转化率随着农林废弃物掺混比例增加而增大,且随着生物质掺入量增加,转化率增长速率提高;燃烧温度对氮氧化物转化率的影响较大;随着燃烧系统氧体积分数增大,氮氧化物转化率先缓慢增大,在氧体积分数达到一定值后迅速增大,之后变化趋于缓慢;出于经济性与技术可行性的考量,可以选择降低风量小的燃尽风氧体积分数来进一步降低氮氧化物生成量,为实际燃煤耦合生物质燃烧锅炉控制污染物排放提供一定的技术支撑和指导意见。

关键词：燃煤耦合生物质流化床农林废弃物氮氧化物数值模拟

农林废弃物衍生生物炭吸附水中污染物的研究进展

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化工新型材料 2024年第S01期52卷 102-108页

作者：施佳妤冯鹏鹏张钱丽苏州科技大学化学与生命科学学院苏州215009

近年来,水中污染物对人类健康的影响引起了人们广泛关注,以农林废弃物等为原料制备的生物炭是一种高效低成本吸附剂,已被用于去除水中污染物。为进一步提高生物炭的吸附性能,有必要对生物炭进行功能化改性。关于改性生物炭吸附去除水中... 详细信息

近年来,水中污染物对人类健康的影响引起了人们广泛关注,以农林废弃物等为原料制备的生物炭是一种高效低成本吸附剂,已被用于去除水中污染物。为进一步提高生物炭的吸附性能,有必要对生物炭进行功能化改性。关于改性生物炭吸附去除水中污染物的报道较多,这些研究探索了各种生物炭功能化改性方法,表明不同改性生物炭对不同污染物具有不同的吸附行为和机制。综述了近5年来改性生物炭吸附去除水中污染物的方法,并对改性生物炭吸附剂在未来废水处理中的发展方向进行展望。

关键词：农林废弃物生物炭改性吸附污染物

农林废弃物添加对基于S-90发酵罐资源化处理鸡粪品质和腐熟度的影响

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吉林农业大学学报 2024年

作者：田宇刘景莹吴景贵吉林农业大学资源与环境学院

为了构建S-90发酵罐资源化处理鸡粪生产专用农用产品的工艺，增强农林废弃物和畜禽粪便在循环农业生态链条中的增益化利用。选取了3种农林废弃物添加至S-90发酵罐资源化处理鸡粪的工艺中，共设置4个处理：对照(J)、添加菇渣(JG)、添加秸... 详细信息

为了构建S-90发酵罐资源化处理鸡粪生产专用农用产品的工艺，增强农林废弃物和畜禽粪便在循环农业生态链条中的增益化利用。选取了3种农林废弃物添加至S-90发酵罐资源化处理鸡粪的工艺中，共设置4个处理：对照(J)、添加菇渣(JG)、添加秸秆(JY)、添加园林废弃物(JS)，探讨了不同农林废弃物对鸡粪资源化处理过程中理化性质、养分和腐熟度等因素的影响。结果表明：JG、JY、JS的产物可以达到无害化水平(温度超过50℃、积温超过10000℃)，各处理pH均在8.5-5.5之间，EC均低于4 mS?cm-1，可以安全施入土壤。相比与对照处理，添加农林废弃物可以提升产物不同阶段的有机质含量；JG、JY、JS使产物总腐殖酸含量提升了8.22%-13.91%、胡敏酸含量分别提升了2.9%、14.78%、15.75%，JG、JS提高了29.58%、50.45%的铵态氮含量；JY提升了4.6%的总钾以及12.78%的总养分含量；秸秆和园林废弃物添加提升了不同阶段的GI。研究表明添加不同农林废弃物可以有效在不同方面提升S-90发酵罐资源化处理鸡粪的产物品质及腐熟度，可以为S-90发酵罐生产不同种类的鸡粪资源化产物及提升产物品质提供参考。

关键词：农林废弃物发酵罐鸡粪有机肥腐殖化

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流化床锅炉协同处置农林废弃物数值模拟研究

动力工程学报 2024年第7期44卷 1084-1092,1100页

作者：林国强严德亚张涛刘德育程振宇李惠彦辰王鹏乾王长安盐城热电有限责任公司江苏盐城224002 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对某台75 t/h循环流化床锅炉进行了农林废弃物掺烧数值模拟,通过对比实验数据验证了仿真模型的正确性与可靠性,进一步深入分析了不同掺混因素与锅炉运行参数对炉内燃烧特性、出口污染物排放以及炉膛磨损的影响。结果表明:低农林废弃... 详细信息

针对某台75 t/h循环流化床锅炉进行了农林废弃物掺烧数值模拟,通过对比实验数据验证了仿真模型的正确性与可靠性,进一步深入分析了不同掺混因素与锅炉运行参数对炉内燃烧特性、出口污染物排放以及炉膛磨损的影响。结果表明:低农林废弃物掺烧比与高一次风配比有利于改善燃烧特性,而高农林废弃物掺烧比将降低出口污染物排放。

关键词：流化床锅炉农林废弃物燃烧特性污染物排放

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农林废弃物烘焙炭制备及转化过程研究

农林废弃物烘焙炭制备及转化过程研究

作者：祝宇航成都大学

学位级别：硕士

中国是生物质资源大国,每年的生产生活过程中会产生大量的农林废弃物。而现阶段大量的农林废弃物并没有得到合理利用开发,造成了一系列环境问题。为了实现农林废弃物的资源化合理利用以及巩固全球生态环境的建设,高效的农林废弃物资源... 详细信息

中国是生物质资源大国,每年的生产生活过程中会产生大量的农林废弃物。而现阶段大量的农林废弃物并没有得到合理利用开发,造成了一系列环境问题。为了实现农林废弃物的资源化合理利用以及巩固全球生态环境的建设,高效的农林废弃物资源化利用手段成为了当下研究的热点。生物质烘焙技术是一种被普遍认可的热化学处理工艺,仅需通过180～300℃即可快速解决生物质低能量密度及高生物活性的问题,并全面提升生物质的利用价值。近年来,国内外学者在传统管式炉烘焙技术上不断优化改良,提出了多种新型烘焙技术以进一步提升生物质烘焙炭的转化效益。在此基础上,本文提出通过过热蒸汽烘焙技术来实现农林废弃物的高效处理。在本研究中选取了多种农林废弃物对其进行烘焙炭化处理,并就烘焙炭的理化性状进行表征。同时,根据不同烘焙炭的能量转化差异,探究了烘焙炭产率及热值间的关系并相应搭建热值预测模型;最后就烘焙过程中生物质微量成分转化情况进行研究,从而深入了解微量成分的烘焙转化机理及其对烘焙炭应用的潜在影响。主要研究成果如下:1.本实验分别在200℃、250℃以及300℃烘焙温度下根据不同反应时间(15 min、30 min、60 min)制备了多种基于不同原材料的烘焙炭,并相应对过热蒸汽烘焙技术制备的烘焙炭的元素含量、工业成分含量、能量效益和转化情况进行深入研究。通过研究发现:过热蒸汽烘焙技术可以快速有效地去除生物质中大量的木质类纤维素和挥发分,使得生物质中碳以及固定碳含量不断上升,从而有效地提升烘焙炭的能量效益。2.前期的大量实验发现生物质个体间的烘焙产率和热值间存在较强的线性关系。而为进一步确认不同烘焙炭的能量转化效益,本研究通过烘焙炭不同参数间的相关性分析,并基于多层线性拟合以及人工神经网络搭建了多种以烘焙产率为核心参数,C、H、O、FC和生物质原始热值等为辅助参数的烘焙炭热值预测模型。通过该模型可以在实际大规模烘焙炭生产过程中仅需根据质量称重结果,即可快速有效地评估烘焙炭的燃料潜力。3.通过TG-FTIR-GCMS三联机,本论文探究了甜菜碱、橄榄油、大豆蛋白、以及果胶等生物质微量成分在300℃烘焙条件下持续烘焙60 min的物质转化情况。在研究中发现不同种类的微量成分在烘焙过程中存在较大差异,其中碱类在烘焙过程中几乎完全损失(质量损失>85%),蛋白类以及糖类有一定损失(质量损失于40～50%),而油脂类仅有少量变化(质量损失<10%)。综上表明,生物质中的油脂类、蛋白类以及糖类成分可能对会烘焙炭的实际应用造成不同程度的影响。

关键词：农林废弃物烘焙炭过热蒸汽烘焙热值微量成分变化

污泥同农林废弃物共热解重金属迁移转化特性研究

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化工进展 2024年

作者：赵佳琪黄亚继李志远朱志成祁帅杰高嘉炜刘俊张煜尧东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

城镇化的加速推进带来污泥处置压力的不断增大。热解法作为资源化处置污泥的有效手段，重金属是处置过程中需要格外关注的一种污染物。本文在水平固定床反应器中开展污泥和农林废弃物的共热解实验，探究不同热解温度下（500℃、700℃）... 详细信息

城镇化的加速推进带来污泥处置压力的不断增大。热解法作为资源化处置污泥的有效手段，重金属是处置过程中需要格外关注的一种污染物。本文在水平固定床反应器中开展污泥和农林废弃物的共热解实验，探究不同热解温度下（500℃、700℃）农林废弃物种类（稻壳、木屑、玉米秸秆）以及掺混比例（25%、50%）对重金属元素Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn在生物炭中迁移转化特性的影响。研究发现，随着热解温度由500℃升至700℃，重金属在生物炭中的残余率呈现下降趋势，而掺混农林废弃物共热解则会使生物炭中Co、Cr、Mn的残余率上升；对重金属赋存形态的研究发现，热解温度的升高以及掺混农林废弃物共热解在大部分情况下可以使重金属以更稳定的形态赋存在生物炭中，但也应注意700℃时掺混农林废弃物共热解不利于生物炭中Ni向稳定形态转化；总体上看，掺混农林废弃物共热解会使生物炭的潜在生态风险系数呈下降趋势。本文可望为实际工业生产中污泥热处置重金属排放控制方面提供有价值的参考。

关键词：污泥农林废弃物共热解重金属生物炭

不同农林废弃物基质配方对草莓生长发育、果实品质的影响

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不同农林废弃物基质配方对草莓生长发育、果实品质的影响

作者：赵龙翔山东农业大学

学位级别：硕士

近年来,草莓基质无土栽培发展迅速,这项农业现代技术能够使草莓生产摆脱土壤与季节的限制,实现优质草莓全年供应。草炭作为无土栽培中常用的基质原料,常与蛭石、珍珠岩等材料配合应用于草莓种植,但由于资源有限,并且不符合国家政策与环... 详细信息

近年来,草莓基质无土栽培发展迅速,这项农业现代技术能够使草莓生产摆脱土壤与季节的限制,实现优质草莓全年供应。草炭作为无土栽培中常用的基质原料,常与蛭石、珍珠岩等材料配合应用于草莓种植,但由于资源有限,并且不符合国家政策与环境保护理念,难以持续开采利用。因此为减少草炭基质的使用,实现区域内农林废弃物资源的利用,降低草莓无土栽培成本。本项研究以设施内立体无土栽培模式种植的‘雪沁香’草莓（Fragaria×ananassa Xueqinxiang）为试材,以牛粪、菌渣、玉米秸秆等本地常见废弃物为原料,按不同配方体积比混合发酵后形成基质,T1配方中牛粪、菌渣、秸秆的比例为2:1:0.5,T2配方仅牛粪,T3与T4配方中牛粪与秸秆的比例分别为1:1、2:1,与常规草炭基质（草炭、蛭石、珍珠岩以2:1:1的比例混合）进行比较,通过对不同配方基质的理化性质及其草莓栽培效果进行综合探究,从而筛选出适宜草莓生产的基质配方,为农林废弃物基质的高效利用提供技术支撑。主要研究结果如下:1.不同配方的农林废弃物基质具有不同的理化性质,牛粪比例较高的基质其容重,含水量、矿质元素含量、有机质含量也相应较高;增加玉米秸秆的比例会使基质容重下降,氮磷钾等养分含量也相应降低;添加了菌渣的基质在EC值与pH值方面具有较高水平,堆肥结束时分别为对照基质的188.8%、119.3%,一定程度影响了草莓植株的生长发育。根据草莓生长与生产情况综合来看,牛粪与秸秆比例2:1的基质理化性质良好,适宜进行草莓栽培。2.牛粪与秸秆比例2:1的基质栽培的植株:生物量积累较快,植株干鲜重较高;植株根系发达,在根活力方面相较于对照在三个时期分别提高了0.4%、1.9%、2.6%;植株功能叶片叶绿素含量丰富,在光合性能上与对照无明显差异;植株矿质养分充足,具有良好的氮素吸收利用能力,其中15N利用率为对照的101.3%。总体来看牛粪与秸秆2:1的配方对比常规草炭基质无明显欠缺,能够满足草莓植株的生长需求,而其余各配方则有不同程度的不足。3.抗氧化酶活性方面,各配方中牛粪与秸秆比例2:1的基质栽培的草莓植株SOD、POD、CAT活性变化较为平稳,并且在植株发育中后期保持了较高的水平。总体来看该配方能够保证草莓植株良好的抗氧化酶活性。4.使用牛粪与秸秆2:1配方的基质生产的草莓果实单果重最大,另外在可溶性固形物含量、花青苷含量方面分别较常规基质提高了0.6%、1.5%,一定程度上保证了草莓果实品质。综上所述,农林废弃物作基质应用于草莓生产具有一定的可行性,其中牛粪与秸秆2:1的基质具有良好的理化性质,其栽培的草莓在生长发育与果实品质方面于各配方中表现最好,与常规草炭基质相比无明显短板,同时在成本与生态方面具有较大优势,因此推举代替草炭基质的使用。

关键词：草莓农林废弃物生长发育果实品质

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农林废弃物栽培食用菌资源化利用研究与示范

农家科技 2024年第20期 217-219页

作者：耿荣利山东省东营市东营经济技术开发区胜利街道办事处

本文探讨了农林废弃物资源化利用在食用菌栽培领域的重要性,分析了其意义、农林废弃物在食用菌栽培中的价值以及国内外现状。进一步讨论了食用菌栽培技术及资源化利用的重要性,包括常见技术、废弃物对食用菌生长的影响以及废弃物替代栽... 详细信息

本文探讨了农林废弃物资源化利用在食用菌栽培领域的重要性,分析了其意义、农林废弃物在食用菌栽培中的价值以及国内外现状。进一步讨论了食用菌栽培技术及资源化利用的重要性,包括常见技术、废弃物对食用菌生长的影响以及废弃物替代栽培基质的可行性研究,探讨了农林废弃物栽培食用菌种类研究的重要性和影响因素分析,以及资源化利用的示范项目规划与实施。最后提出了农林废弃物栽培食用菌资源化利用的推广策略。通过这些措施,可以促进农林废弃物资源的有效利用,推动食用菌产业的可持续发展。

关键词：农林废弃物食用菌资源化再利用