(2)农业用途
①提高地温。在土壤如掺混一定量的木炭后,使得土壤颜色变深,吸收更多 的太阳能,从而提高地温;此外掺混木炭后土壤的热容也有所增加,保证土壤温 度昼夜变化减少,可促进发芽率的提高。
②改良土壤。生物质炭比表面积巨大,而且其有着大量的表面官能团,与土 壤掺混后,可以改变土壤的物理化学性质,提升土壤的肥力 [5];此外,生物质炭 还能提升土壤有机质的含量,改善土壤微生物学性质,从而促进植物生长 [6]。
③肥料的载体与缓释剂。生物质炭孔隙率高,比体积很大,与土壤掺混可以 提高其孔隙度,从而使其保持水分能力得到增强。此外,利用生物质炭较高的吸 附能力和生物学稳定性,制为肥料或农药载体,可为植物体提供大量营养物质, 并延缓养分在土壤中的释放,而且不易随雨水流失 [7]。
(3)畜牧业用途
有研究表明,在饲料中掺加一些生物质炭,能增强禽畜的消化能力,提高其 生产性能,促进其生长发育,而且还能吸附有毒物质,改善肉质 [8]。此外,生物 质炭在禽畜排泄物的堆肥中也有应用,有研究表明,生物质炭可以加速启动堆肥 过程,缩短周期,而且能减少氮元素的损失 [9]。
1。3 生物质热解炭化技术
生物质热解炭化技术是指将生物质在特定温度下、隔绝空气或缺氧条件来进 行热解,使原料大分子物质受热分解以及重组,最终生成固体产物生物质炭。生 产生物质炭的主要工艺有热裂解法、水热炭化法和微波炭化法。其中,热裂解法
是目前工业中运用的最广泛的工艺之一。生物质热解炭化的主要影响因素包含热 解温度、停留时间、升温速率等。
①炭化温度的影响 温度是炭化过程最显著的影响因素之一,它不仅影响着炭化过程进行的进程,
也影响着生物质得炭率的大小及生物质炭的质量 [10]。 朱金陵[11]等对玉米秸秆颗粒的炭化过程进行了研究,实验结果表明,玉米秸
秆颗粒在200℃时,已经开始初步炭化;在200—300℃时,炭化过程的主要进行 阶段,析出大量挥发分,炭化产率可达到55%;在300-500℃时,只有少量液体 产物和可燃性气体继续析出;在温度高于500℃时,生物质炭化过程基本完成, 最终的炭产率为36%。刘志坤、叶黎佳等[12]对稻草等5种生物质原料做了炭化方 面的研究,在终温为450℃和550℃,升温速率为20℃/min下进行炭化实验,结果 表明随终温的增加,炭得率降低。郑志锋等[13]以毛竹为原料,用 “一步法”和 “两步法”在3-10℃/min的升温速率下,终温600-1000℃下制备了生物质炭,实 验发现,随着炭化温度增加,竹炭得率降低,而且“一步法”的竹炭得率总比“两 步法”高一些。
②停留时间的影响
停留时间是影响生物质炭化过程另一个重要因素。高美[14]利用马弗炉对稻壳 等4种生物质进行了炭化研究,实验发现,在炭化温度一定的情况下,随着停留 时间的增加,炭化物得率逐渐下降,生物质炭中的挥发分含量降低,灰分和固定 碳含量增加。CHEN等[15]在200、225、250、275和300℃的条件下对半纤维素、纤 维素、木质素和木聚糖进行了热解炭化分析。结果表明,随着停留时间的延长, 这几种组分失重率逐渐变大,而一段时间后,失重变得缓慢,继续增加停留时间, 收效甚微。 来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-
③升温速率的影响
于娟、章明川等 [16]对木屑与造纸污泥进行了炭化实验,他们发现在不 同的升温速率 3-10℃/min 条件下,随着升温速率的增加,其对炭化过程的影响 也不尽相同:一方面,升温速率的增大会使样品提前到达生物质热解的所需温度, 以促进热解;另一方面,升温速率的增大会导致样品内外温度不均,影响热解气