生物质炭的应用

生物质炭的应用

昆明理工大学生物质能源是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，最有可能成为21世纪主要的能源之一。据估计，植物每年贮存的能量大约为世界主要燃料消耗的10倍；而生物质能作为能源的利用量还不到总能源消耗的1%。这些未加以利用

的生物质绝大部分通过自然腐解和碳素释放的方式回到自然界之中。事实上，生

物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源，至今，世界上仍有15亿以上

的人口以生物质作为生活能源。生物质燃烧是传统的利用方式，不仅热效率低下，而且劳动强度大，污染严重。通过生物质能源转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费对环境造成的污染。

我国政府提出坚持“非粮为主、不与民争粮、不与粮争地”的生物质能源发展的基本原则。农林废弃生物质原料包括植物类废弃物（农林生产过程中产生的残余物）、动物类废弃物（牧、渔业生产过程中产生的残余物）、加工类废弃物（农林牧渔加工过程中产生的残余物）和农村城镇生活垃圾等四大类。云南丘北是我国著名的辣椒之乡，以辣椒秆，秸秆等为代表的农林生物质原料产量丰富（部分农林生物质资源如图1所示）。通过炭化（干馏）的方式对丘北县八道哨的农林生物质原料进行热解，并对热解气体和生物质炭产品进行加工处理，不仅能够实现生物质能源的高效利用，而且还能够改善该地的生态环境。

图1农林生物质原料（核桃壳、甘蔗渣、玉米芯、松子壳、秸秆、辣椒秆）

生物质热解气化可将生物质原料转化为以CO和H2为主的气体燃料，可直接转换实现燃气、热能和电能的供给。同时燃气可以通过甲烷化反应，进而制备高品质生物质合成天然气（Bio—SNG），是生物质能开发的重要技术途径，此外，生物质热解之后产生的生物质炭是一种清洁环保的产品，通过加工处理，可以将

生物质炭制备为各种高性能，实用的产品。生物质热解流程及装置如图2所示, 生物质炭如图3所示。

图2生物质热解流化床装置图

图3生物质炭（核桃壳炭、玉米芯炭、椰子壳炭、稻壳炭、秸秆炭）

昆明理工大学冶金与能源工程学院通过多年研究，在生物质炭的应用方面取得了一定成果，可以将生物质炭应用于以下方面：

一、制备高性能机制炭

二、制备过滤炭砖

三、制备具有吸附功能的炭工艺品

四、制备环保无烟香

一、高性能生物质机制炭的制备

长期以来，木炭一直被广泛地用作生活燃料，如取暖、烧烤、火锅燃料，木

炭是将木材在缺氧的条件下燃烧或热解而制取的，生产木炭需要消耗大量的森林 资源，严

重破坏了生态环境，我国森林覆盖面积不到国土的10%,森林的形成需 要一定的生长周

期，大量的森林砍伐不符合保护生态环境、创建低炭社会、发展 循环经济的要求。土窑制

炭工艺具有密封性差、生产周期长、产量低、成本高等 缺点。生物质是典型的可再生能

源，其具有来源广泛，储量丰富，生长周期短等 优点。地球上每年生产的生物质总量约为

1400~1800亿吨，我国每年废弃的秸秆 高达60亿多吨，资源化潜力巨大。因此研发一

种来源广泛、绿色环保、成本低 廉、工艺简单的生物质机制炭制取方法对减少森林资源的

破坏以及满足生产生活 对燃料的需求具有十分重要的现实意义。

可以利用生物质热解后剩下的生物质炭制备一种含碳量高、 燃烧时间长、脱

灰效果好、无烟无味符合环保要求的生物质机制炭。该制备过程是以来源丰富、 价格低

廉、可再生且易于粉碎的生物质为碳源，具有大规模生产价格低、收率高、 热值高、孔隙

率高、广受市场欢迎的生物质机制炭的潜能。生物质机制炭的制备 流程如图4所示：

图4生物质机制炭制备流程图

具体步骤和工艺如下所述：

⑴ 收取核桃壳、松子壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、糠醛渣、咖啡壳、花生壳

等农林生物质原料；

⑵ 炭化：将粉碎后的生物质原料放入流化床中于 400 °C ~900°C 下热解制炭，将

热解过程中产生的生物质气体进一步处理后用作燃气；

⑶制棒：将生物质炭粉碎后与一定比例的粘结剂，助燃剂，发泡剂，水混合均 匀，将混合

均匀的物料放入制棒机中通过螺杆的压力和高速旋转的离心力将原料 压制成带有中心孔的

炭棒，之后将机制炭棒烘干即可得到高性能生物质机制炭。 各组分物料配比如表1所示：

表1生物质机制炭各组分配料量（ wt.% ） 生物质炭

粘结剂 发泡剂 水分 70~80 5~15 1~5 5~10

匣蚪收華” => 二运优￡干懾〕

本发明的有益效果为：机制炭的固定炭含量＞80%灰分W5%热值》35MJ/Kg 燃烧

时最高温度可以达到430°C ;且该机制炭的生产方法简便，脱灰效果好，孔隙率高，与传

统的先成型后在土窑中炭化的机制炭制备方法相比，该方法采用先

炭化后成型工艺，炭化过程中密封效果好且热解烟气得到充分利用，大幅度地提高了生物质炭产率，有效地缩短了生产周期，降低了生产成本；该生物质机制炭的生产成本为1800元/吨，比传统生产方法降低了600元/吨；该生物质机制炭市场售价为3500元/吨，比传统生产方法平均市场售价降低了500元/吨；且该

方法制备的机制炭平均产量高达50吨/月，比传统制备方法的平均产量提高了20吨/月

图5生物质机制炭实物图

图6生物质机制炭燃烧及脱灰效果图

、过滤炭砖的制备

现在房屋的地面最常见的为现浇混泥土，或是在混泥土中加入石粒而磨成水磨石地面，也有铺设瓷砖或大理石的，这种地面或地面装饰品都有一个缺陷，即不能吸水，以致搞卫生时用水擦洗地面以后水分久久不能消去，下雨天鞋子上所带的泥水将地面弄得泥泞不雅，而且在春节的南风天时地面也非常潮湿，既不卫生也不利于存放物品。80年代中期以前，虽有用粘土烧制的红地砖，它有防潮作用，但由于其硬度差，容易磨损而逐渐不为人们所使用。利用农林生物质原料热解后的生物质炭可以制备一种过滤地面炭砖，这种地面炭砖能快速地将砖体表面的水分吸干而保持砖面干爽，同时砖体硬度不受所吸水分的影响，砖体所吸收的水分能很快地向下注入地下或向上挥发于空气中。

本技术所制备的过滤地面炭砖主要由水泥、生物质炭末、骨料和发泡剂组成，水泥为粘结剂，水泥可以用普通水泥、白水泥或其他颜色的水泥，可以只用一种水泥，也可以两种或几种水泥混合使用。骨料主要由微硅粉、砂、石粒、石粉、烧制的粘土砖碎块以及

建筑垃圾等原料来充当，可以只用其中一种骨料，也可两

种或数种骨料混合使用。其中生物质炭末为农林生物质原料（核桃壳、松子壳、辣椒秆、秸秆、烟秆、花生壳，咖啡壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、糠醛渣等）经热解（干馏）后剩余的生物质炭。发泡剂的作用是使炭砖在成型的过程中发酵并产生大量孔隙，孔隙的存在有利于对水分的吸收和过滤。

为便于砖体内水分向下注入地下，同时阻止地下的水分浸湿砖体，砖体下面可有支撑砖体的柱脚。

本技术所制备的过滤地面炭砖有如下优点：1，所用的植物炭性质稳定，具有很好的吸水性，可以收集、过滤雨水，其吸水后不影响自身的性能和硬度，且很快地将水分散发。混泥土砖体里面有分散的生物质炭末，且经过发泡剂发酵之后生物质炭末的孔隙大幅度提升，砖体的吸水性能良好，从而能够保持砖面干爽；2，砖体吸入水分以后也不影响砖体的硬度，砖体所吸收的水分能够较快地向下注入地下或向上挥发于空气中；3，生物质炭主要由农林生物质原料（核桃壳、松子壳、辣椒秆、秸秆、烟秆、、花生壳，咖啡壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、糠醛渣等）热解（干馏）而得，充分利用了植物废料，变废为宝，而且热解过程中产生的气体可以用作生活燃气，实现了一举多得的有益效果；

4,炭砖中所添

加的微硅粉为工业硅生产企业难处理废料，炭砖的大规模生产和应用将有效地解决硅厂微硅粉堆放难处理的问题，变废为宝；5,该技术所制备的过滤地面炭砖

湿式电除尘器在生物质锅炉中的应用

湿式电除尘器在生物质锅炉中的应用 1概述 目前国内对燃煤锅炉进行生物质能源改造存在很多误区，最突出的就是直接将烧煤的锅炉改烧生物质，但由于部分生物质的燃料特性不一样，部分锅炉燃烧工艺不一样，一些常规除尘如电除尘、袋式除尘、水膜除尘出现超标排放问题，导致减排效果不理想，无法适应当前地方政府越来越严格的大气污染物排放控制要求，如深圳等许多一线城市已经出台生物质锅炉必须≤20mg/m3烟尘排放要求，因此如何进一步实现超低排放、达到燃气锅炉标准是生物质锅炉推广应用工作中急需解决的问题。 2当前生物质锅炉的除尘技术缺陷 生物质锅炉配套除尘器应充分考虑粉尘的特性、烟气的性质和运行工况等因素，如生物质锅炉燃烧粉尘粒径小，质量轻，旋风除尘器收尘效率就非常低，有些生物质锅炉燃烧并不完全，烟尘都为质量较轻的憎水性炭灰颗粒物，常用的水膜除尘器无法有效洗涤下来，另外这些未完全燃烧、质量较轻的低比电阻粉尘，采用电除尘器除尘效果也不理想，容易二次逃逸，电场内部还特别容易火花引燃，这些除尘方式排放的烟尘浓度与林格曼度很不稳定，烟色排放均超标比较严重，正被逐步淘汰，所以大部分生物质锅炉最常用的除尘方式主要还是采用袋式除尘。 目前生物质锅炉布袋除尘器的缺点就是滤袋损坏率高，寿命有限，每年运行维护成本较高，如一些小企业小生物质锅炉，平时开开停停，负荷忽大忽小，操作工责任心有限，经常出现200℃左右的排烟温度，这些小锅炉特别容易出现烧袋事故，另外布袋除尘在一些特殊生物质锅炉并不适用，如家具行业燃木块、锯末锅炉，制糖行业燃甘蔗渣锅炉，南方燃竹屑、木屑锅炉，还有大米加工业燃稻谷壳锅炉等等，这种特殊的生物质锅炉燃料有些水分大，有的锅炉含氧量特别高，布袋滤料容易水解或氧化，寿命极短，有些生物质锅炉粉尘微细，且易夹带未充分燃烧的细小块状物和碳化物，易发生二次燃烧，也不适合布袋除尘，有的生物质燃料含碳黑含酸气比较高，布袋除尘黏袋和腐蚀还是比较严重。总的来说，目前尽管在布袋除尘器前普遍增设多管旋风除尘作为保护措施，但还是完全没有解决这些特殊生物质锅炉布袋除尘装置容易破袋烧袋寿命短的难题。 3湿式电除尘器技术方案 湿式电除尘器主要安装于湿态饱和烟气中作为最终精处理环保装备，其除尘性能与燃料粉尘特性无关，对细微颗粒物能有效捕集，出口粉尘浓度可以达到10mg/m3以下，具有无二次扬尘、除尘效率高、压力损失小、无运动部件，基本免维护、结构紧凑占地面积小等优点，近几年湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家一致认可，其应用领域正从电力行业向其它非电行业延伸。 湿式电除尘器应用在生物质锅炉作为超净排放装置，前面必须增加喷淋洗涤塔，这跟布袋除尘需增设多管旋风除尘一样，一方面通过烟气增湿降温，形成湿态饱和烟气，确保对PM2.5等细微颗粒的有效捕集，另一方面因为喷淋循环水为草木灰碱性水质，可以实现废气中SO2、HCl等酸性污染物进一步脱除，系统工艺，如图1所示。

富氧燃烧在生物质锅炉的应用

富氧燃烧技术在生物质锅炉的应用的探讨摘要： 根据生物质锅炉燃烧特点、燃料特性，结合富氧燃烧技术特点，阐述了对生物质锅炉利用富氧燃烧技术解决飞灰含碳量高、炉膛负压不稳定、燃烧过程空气需求量大、排烟量大等瓶颈问题，提出见解和分析。 前言： 在世界能源消费中，生物质能源约占16％左右，而在欠发达地区则占63％以上。全球大概有25亿人生活所用的能源90％以上都是生物质能源。中国是人口最多的国家，同时又处在一个经济的快速发展的时期，能源的需求和消费尤为巨大。日益短缺的化石燃料资源，以及燃烧化石燃料造成大气污染，已成为人们关注和忧虑的焦点。 21世纪，中国将会面对环境保护和经济增长的双重压力。因此，转变能源生产和消费结构的模式，开发和利用生物质能和其他可再生能源和清洁能源，建立新的可持续发展的能源利用体系，为保障和促进可持续发展和环境保护有着深远的意义。

生物质能是人类在远古时代就开始利用的能源，中东战争所造成的世界能源危机使人们开始关注和重视开发和利用可再生能源。人们清醒的认识到石油和煤等化石燃料不可再生和所造成的环境等一系列问题使人类的可持续发展遇到了前所未有的重大问题。使用化石燃料会产生“酸雨”，“臭氧耗破坏”，“温室效应”和其他环境问题，人类的生存和发展正面临着巨大的挑战。而为了解决因为使用化石能源所造成的一系列问题，人类正积极探索和研究可再生清洁能源以替代化石燃料。2014年4月18日李克强主持召开新一届国家能源委员会首次会议，明确了国家能源发展战略： “节约、清洁、安全”三大能源战略方针。 “节能优先、绿色低碳、立足国内、创新驱动”四大能源战略。加快构建低碳、高效、可持续的现代能源体系。 二、生物质锅炉运行分析； 据统计，现在生物质能消费占世界总能耗的16％左右，位于煤，石油，天然气之后，位居第四。其中，发展中国家占总生物质能的生物能源的使用量的75％，发达国家占25％左右，部分国家生物能源的使用量甚至占能源使用总量的60%。

生物炭在农业中的运用讲解

课程名称：化学前沿 题目：生物炭在农业中的运用学院：化学与化工学院 年级： 专业： 班级： 学号： 姓名： 教师：

目录 摘要 (3) 关键词 (3) Abstract. (3) Key words (3) 前言 (3) 1、生物炭的生产原料 (4) 2、生物炭的生产过程及其理化特性 (4) 3、生物炭对土壤的作用机理。 (5) 3． 1 生物炭对土壤物理性质的影响 (5) 3． 1． 1 生物炭对土壤容重的影响 (5) 3． 1． 2 生物炭对土壤孔隙度的影响 (6) 3． 1． 3 生物炭对土壤水分的影响 (6) 3． 2 生物炭对土壤化学性质的影响 (7) 3． 2． 1 生物炭对土壤pH 的影响 (7) 3． 2． 2 生物炭对土壤阳离子交换量的影响 (8) 4、生物炭对土壤污染物环境风险的消减作用 (9) 4.1生物炭对土壤中N、P的持留 (9) 4.2生物炭对土壤中重金属的吸附和固持 (9) 5、生物炭在农业上应用的模式 (10) 5.1炭基有机肥模式 (10) 5.2炭基有机-无机复混肥模式 (10) 5.3改良土壤的模式 (11) 5.4土壤重金属污染治理的模式 (12) 6、生物炭在农业生产上的应用价值分析 (13) 7、发展与展望 (13) 8、参考文献。 (14)

生物炭在农业中的运用 摘要 生物炭(Biochar)是在限氧或隔绝氧的环境条件下，通过高温裂解，将小薪柴、农作物秸秆、杂草等生物质经炭化而形成的，是一种碳含量极其丰富的炭。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的炭被科学家们称为“生物炭”。生物炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备等运用越来越广。其农用的效益是多元化的，将生物炭农用已作为当前农业的重要课题。 关键词：生物炭、性质特点、农业、改良、应用现状、发展前景 Abstract: Biochar is an insoluble solid matter with high aromatization produced by biomass pyrolysis in completely or partially hypoxic conditions. In recent years，biochar is widely used in agriculture as a soil amendment and controlle release carrier for fertilizers. In order to boost the study and utilization of biochar in agriculture，this study summarized the factors that affect properties of biochar and its effects on soil physical and chemical properties，amount of microorganisms in soil，and growth and yields of crops. The fu-ture research issues were also suggested.Biochar has showed important roles in controlling non-point source pollution, improving soil quality, increasing soil production, alleviating climate changes, and maintaining agro-ecosystem sta-bility. The prospect of biochar industrialization and development in China was also proposed. Keywords:Biochar;Character;Agriculture;Improvement;Application status;Development prospect 前言 作为农业大国的中国，年产作物秸秆8×108 t以上[1]，而以作物秸秆为主的广泛存在的生物质Cbiomass)是制备生物质炭(biochar)的主要原料。生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香

生物质锅炉使用说明书文档

YG-48/9.2-T型锅炉 使用说明书 图号：38300-0-0 编号：383800 SSM 编制： 校对： 审核： 标审： 审定： 济南锅炉集团有限公司 2007年4月

目录 一、概述 二、锅炉机组启动应具备的条件 三、锅炉机组启动前的检查与准备 四、锅炉机组启动 1、锅炉通风 2、锅炉冷启动 3、锅炉热启动 4、锅炉的升压操作 五、启动要求及注意事项 六、锅炉运行 1、锅炉正常运行 2、生物质点火的调节 七、停炉 1、正常停炉 2、紧急停炉 3、临时停炉 4、锅炉保温 5、锅炉疏水 八、停炉保护 九、故障处理 1、锅炉系统的停炉瓮中保护 2、低压循环系统的停炉保护 3、烟气系统的停炉保护 4、各部件的停炉保护 十、启动中的组织与分工 十一、检验及维护保养

一、前言 本锅炉是采用国外先进的生物燃料燃烧技术的48T/H振动炉排高温高汽锅炉。锅炉为高温、高压参数自然循环炉，单锅筒、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。 锅炉安装完毕后的首次启动，是对锅炉整套系统设计、安装的一次全面检查，通过试运，暴露和消除设备的缺陷和问题，为机组投产做好准备，通过启动如烘炉、煮炉、吹管等，使运行人员通过操作设备，熟悉系统，积累经验，检验各种连锁保护、自动系统投入率，同时也是结燃烧系统、给料、除尘、除渣、辅机等的一次运行考核。在整定安全阀等工作结束后，转入七十二小时试运。 本说明书主要是根据生物质燃料锅炉燃烧特点提出的特殊要求。锅炉的水、汽、电气等控制，按有关规定执行。 二、锅炉机组启动应具备的条件 1、试运的现场条件 （1）场地基本平整，消防、交通及人行道路畅通。厂房各层场面起码应做好粗地面，最好使用正式地面，试运现场应有明显标志和分界，危险区应有围栏和警告标 志。 （2）试运区施工脚手架全部拆除，现场清扫干净，保证运行安全操作。 （3）试运区的梯子、步道、栏杆、护板应按安装完毕，正式投入使用。 （4）排水沟道畅通、沟道及孔洞盖板齐全。 （5）试运范围的工业、消防及生活用水系统应能够投入正常使用，并备有足够的消防器材。 （6）试运现场具有充足的正式照明。事故照明应能在故障时及时自动投入。 （7）各运行岗位都应有正式的通讯装置。根据试运要求增设临时岗位，并应有可靠的通讯连络设施。 （8）要加强锅炉房内的防冻措施。 （9）要保证料仓及其他建筑物的通风。 2、下列系统中的设备、管道、阀门等安装完毕，保温完成。 锅炉范围内管道、汽水系统、疏放水、放汽系统、加药系统、辅用蒸汽系统、排污系统。 3、下列设备经调试合格 （1）送风机、引风机经调试结束并符合要求。 （2）热工测量、控制和保护系统的调试已符合点火要求。 （3）锅炉安全系统必须满足安全点火、运行的条件，所有旁路上的安全系统必须注明。如果安全系统不满足运行，DCS系统能够自动停止锅炉运行。 4、组织机构、人员配备和技术文件准备 （1）电厂应按试运方案措施，配备各岗位的运行人员及试验人员。并有明确的岗位责任制，运行操作人员应培训合格，并能胜任本岗位的运行操作和故障处理。 （2）施工单位应根据试运方案措施要求，配备足够的维修人员，并有明确的岗位责任制。维护检修人员应了解所在岗位的设备（系统）性能，并能在统一指挥下 胜任检修工作，不发生设备、人身事故和中断试运工作。 （3）施工单位应备齐参加试运设备（系统）的安装验收签证和分部试运记录。 （4）施工单位编制的调整试运方案措施，经试运指挥部审定后，应打印完毕，并分

生物炭利用

1 改良土壤 木炭的土地利用是指在土壤中加入木炭颗粒或载有菌体、肥料或与其它材料混配的功能型木炭复合材料。其目的是改良土壤，增加地力，改善植物生境，提高土地生产力及产品品质。应用领域主要是农田、林地和草坪。木炭的特点：黑色，多孔，表面发达，通常比表面积在300～400 m2·g-1，有植物生长所必须的营养成分和微量元素，具有一定强度和较高的生物和化学稳定性。 1.1 土壤改良 填加木炭的土壤，透气、透水、保水功能得到不同程度的改善。据日本肥粮检定协会的报告：加5％的黑炭，土壤的保水率和透水性分别提高14.6％和 88.9％，其对治理土壤板结的效果好于珍珠岩和蛭石。日本政府1986年11月将木炭纳入地力增进法，确定为土壤改良资材。 木炭对施于农田的肥料有吸持和缓释作用，此项技术近年在我国出现并得到推广。在农业生产中，购置化肥的费用对农产品生产成本影响至关重要。例如：在玉米种植成本中，化肥项支出占44％。多数情况下，化肥的利用率只有1/3，其余或滞留于土壤中或流失，三者比例相近。国家环境保护农业废弃物综合利用工程技术中心推广的“炭粉还田防止化肥流失技术”称可减少50％的化肥流失。植物原料在原组织中的K、Na、Ca和各种微量元素，在制炭过程中转入木炭中，当炭被施入土壤中以后，随之也增加了土壤中植物生长所必须的营养物质。木炭多孔，且能富集土壤中的空气、水分、养分，适宜微生物栖息、繁衍。土壤团粒结构增加，作物根系发达，根部CO2增多。福建林学院曾用试验证明炭有很好的固氮作用。试验是在黄沙壤、黑沙壤中加进1％的木炭颗粒、颗粒活性炭、粉状活性炭，1a后，加炭土样中的好气性固氮菌、嫌气性固氮菌数量明显增加。木炭色黑、吸热，散于地表面1L·m-2，地温提高7℃。 木炭多孔，有蓄热作用，对气温骤变所带给作物的伤害有一定的抵御能力；能减少诸如重金属、残留农药等有毒物质对作物的伤害；木炭对一些气体的吸附容量，按木炭容积的倍数计，H4N、H2C1、SO2、H2S、NO2、CO2、02、N、H2、CHC分别为90.0、85.0、65.0、55.0、40.0、35.0、9.3、7.5、5.0、1.8。在木炭土地利用的各方面，日本应用面广，历史较长，经验多，效果显著。在木炭纳人地力增进法前后30a间，耗用木炭已达数十万吨，主要为树皮炭、房屋解体木材烧

生物炭在农田土壤修复方面地应用

生物炭在农田土壤修复方面的应用 河北师大化学与材料科学学院农业项目组盛建维 一、生物炭概述 生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经低温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案，属于秸秆废弃资源高值化利用的范畴。 生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为“生物炭”。它的理论基础是：生物质，不论是植物还是动物，在没有氧气的情况下燃烧，都可以形成木炭。 生物炭是一种经过高温裂解“加工”过的生物质。裂解过程不仅可以产生用于能源生产的气体，还有碳的一种稳定形式——木炭，木炭被埋入地下，整个过程为“碳负性”（carbon negative）。生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。 制作生物炭的现代方法是在低氧环境下用高温加热植物垃圾，使其分解。日前，气候专家找到了更清洁环保的方式，进行工业规模二氧化碳固定，利用巨型微波熔炉将二氧化碳封存在“生物炭”中，然后进行掩埋。这种特制“微波炉”将成为战胜全球变暖的最新利器。因此，该技术每年可以减少向空气中排放几十亿吨二氧化碳。日前不少人将生物炭技术视为目前为止解决气候变暖问题的“尚方宝剑”，一种“气候变化减缓”战略和恢复退化土地的方式。有些专家甚至声称，生物炭可吸收如此多的二氧化碳，以至地球能恢复到工业化之前的二氧化碳水平。 近年，生物炭作为一类新型环境功能材料引起广泛关注，其在土壤改良、温室气体减排以及受污染环境修复方面都展现出应用潜力，为解决粮食危机、全球气候变化等环境问题，提供了新的思路。此外，生物炭还在获取生物质能、废弃生物质资源化以及碳排放贸易等方面有着重要地位。近年来学界关于生物炭在土壤肥力改良、大气碳汇减排以及土壤污染修复等方面的研进展，并扼要分析了生物炭研究的前景和方向，为生物炭技术的应用和推广提供一定的思路。 二、生物炭的结构和基本特性 生物炭的组成元素主要为碳、氢、氧等，而且以高度富含碳( 约 70% —80% ) 为主要标志，可以视为纤维素、羧酸及其衍生物、呋喃、吡喃以及脱水糖、苯酚、烷属烃及烯属烃类的衍生物等成分复杂各异的含碳物质构成的连续统一体，其中烷基和芳香结构是最主要的成分。从微观结构上看，生物炭多由紧密堆积、高度扭曲的芳香环片层组成，X 射线表明其具有乱层结构 ( turbostratic structure)。生物炭表面多孔性特征显著，因此具有较大的比表面积和较高的表面能。表面极性官能团较少，主要基团包括羧基、酚羟基、羰基、内酯、吡喃酮、酸酐等，构成了生物炭良好的吸附特性。随着研究的推进，研究者还发现生物炭具有大量的表面负电荷以及高电荷密度的特性由于原材料、技术工艺及热解条件等差异、生物炭在结构和 pH、挥发分含量、灰分含量、持水性、表观密度、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常广泛的多样性，进而使

生物质锅炉的优势性

生物质锅炉的优势性 据了解，近几年，全球市场化石能源燃料价格在一直上升，在很多需要燃料的工厂和 企业中，物力成本不断增加。除了石油燃料外，人们将目光转向了生物质颗粒燃料等生物能源燃料，生物质燃料虽未得到有效推广，还未得到有 据了解，近几年，全球市场化石能源燃料价格在一直上升，在很多需要燃料的工厂和 企业中，物力成本不断增加。除了石油燃料外，人们将目光转向了生物质颗粒燃料等生物能源燃料，生物质燃料虽未得到有效推广，还未得到有效普及。随着人们对生物质颗粒燃料的了解，在未来，生物质燃料必将代替一些不可再生的能源燃料。 据悉，我国目前有工业锅炉约50多万台，每年耗煤量约为全国煤耗总量的1/3，由燃煤工业锅炉造成的环境污染非常严重，大量的工业锅炉必须换用洁净能源。根据我国的生物质资源条件，利用农林剩余物作为锅炉燃料使用则具有环境友好、可以再生的特点，研究工业锅炉生物质燃烧技术，开发生物质燃料锅炉，对节约常规能源、优化我国能源结构，减轻环境污染有着积极意义。 生物燃料不仅可以降低成本，同时还能减少环境污染。秸秆燃料是生物燃料的一种，它使用秸秆燃料颗粒机将锯末、玉米秸秆、花生壳、稻草、棉柴秆、树枝、食用菌废料以及牛粪等原料制作成成高密度具有可燃性优质颗粒。生物质燃烧锅炉以“废”治“废”，成为碳零排放环保节能新方向。据了解，生物质燃料锅炉针对各种加工行业的废弃物设计，主要燃料包括废木料、稻壳、玉米芯等。据不完全统计，仅中国浙江省每年可以利用的生物质就达到1200万吨，如果全部利用，相当于每年节约标准煤600万吨。目前国内大部分该类余料都被无序处理，非常可惜。生物质燃料锅炉既能处理废弃物，也能降低燃料成本，碳零排放，产生环保新能源，也因此受到广泛关注。 生物质锅炉采用最适合生物质燃料燃烧的燃烧设备----往复炉排。锅炉在结构设计上，相对传统锅炉炉膛空间较大，同时布置非常合理的二次风，有利于生物质燃料燃烧时瞬间析出的大量挥发分充分燃烧。 由于电力、天然气供应和燃气管道的限制，目前无法将我国的燃煤锅炉全部改为电锅炉或燃气锅炉，而生物质锅炉的价格低及运行成本低更容易使用户接受并得以推广，正好填补了这项空白。生物质能颗粒燃料在我国它的原材料分布广泛，加工工艺先进，生物质能颗粒料以绿色煤炭著称，是一种洁净能源。作为锅炉的燃料，它的燃烧时间长，强化燃烧炉膛温度高，而且经济实惠，同时对环境无任何污染，CO零排放，SO零排放，属再生能源，可

生物炭在土壤污染修复中的应用

Hans Journal of Agricultural Sciences 农业科学, 2020, 10(9), 746-750 Published Online September 2020 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/0a1008177.html,/journal/hjas https://https://www.wendangku.net/doc/0a1008177.html,/10.12677/hjas.2020.109113 生物炭在土壤污染修复中的应用 李燕1,2,3,4 1陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 2陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 3自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 4陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安 收稿日期：2020年9月3日；录用日期：2020年9月16日；发布日期：2020年9月23日 摘要 健康的土壤环境是城市发展、农业生产、宜居人居环境建设的重要基础，也是保障区域生态环境安全的重要前提。城市快速发展和经济结构转型升级过程中产生大量污染土地，对土壤、空气等人居环境和人体健康产生不可忽视的影响，污染土壤修复治理是有限土地资源高效利用的必要选择。生物炭作为一种在土壤改良、能源生产、废物利用、污染物治理等方面具有积极作用的多孔吸附性物质，在土壤污染修复领域具有重要应用价值。 关键词 生物炭，土壤改良，土壤修复 Application of Biochar in Soil Pollution Remediation Yan Li1,2,3,4 1Institute of Land Engineering and Technology, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 2Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 3Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, The Ministry of Natural Resources, Xi’an Shaanxi 4Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Xi’an Shaanxi Received: Sep. 3rd, 2020; accepted: Sep. 16th, 2020; published: Sep. 23rd, 2020

浅探生物质发电锅炉燃烧控制系统设计与应用(新版)

浅探生物质发电锅炉燃烧控制系统设计与应用(新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0245

浅探生物质发电锅炉燃烧控制系统设计与 应用(新版) 摘要：近年来，随着我国社会的不断发展和进步，人们对于能源的需求程度也有了显著提升，能源的过度浪费不仅会造成大量不可再生资源的枯竭，而且对环境问题也会造成一定的影响，能源过度浪费问题已经成为制约能源进一步应用的主要阻碍。在可再生能源中，生物质由于具有诸多优质特性，因此具有较好的发展前景，这是因为化石能源是由生物质发展衍变而来的，通过一系列的化合反应最终变成能源，生物质能源在我国有着极为丰富的储存，现在每年农村中的生物质量约3.25亿吨。近些年以来，生物质发电已经作为我国最大的环保项目在发电过程中加以应用，本文将对生物质发电锅炉燃烧控制系统进行详细论述。 关键词：生物质发电；锅炉；控制系统

绪论：生物质发电作为现阶段我国所主要推行的项目，不仅能够有效解决秸秆等物质燃烧所带来的环境破坏问题，在减少燃烧气体排放的同时能够有效遏制温室效应的产生，而且对发电技术的进一步应用具有强有力的推动作用。目前，国能生物集团在生物质能开发利用方面卓有成效，利用生物质直燃烧方式进行生物质能发电。 1.生物质直燃发电的基本原理 生物质燃烧的原料就是桔梗、树皮。将桔梗、树皮送入锅炉的炉膛中燃烧。桔梗、树皮燃烧后生成的灰道，其中大的灰子会因自重从气流中分离出来，沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态遗，最后由排渣装置排入灰法沟，再由灰遗泵送到灰渣场大量的细小的灰粒则随烟气带走，经除尘器分离后也送到灰渣沟。 空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热，预热后的热空气，经过风道部分送入科仓作干燥以及送料粉，另部分直接引至燃烧器进入护膛。燃烧生成的高温烟气，高温烟气加热过热器中的水蒸气，形成过热蒸汽，后续烟气在引风机的作用下经过省煤器和空预热器，同时逐步将烟气的热能传给水和空气，自身变成低温烟气，经除尘

生物炭应用技术研究

［收稿日期］2010－12－06；修回日期2010－12－13 ［作者简介］陈温福（1955—），男，辽宁法库县人，中国工程院院士，沈阳农业大学教授，博士生导师，从事稻作科学研究和生物炭技术开发与 应用研究；E －mail ：wfchen5512@yahoo．com．cn 生物炭应用技术研究 陈温福，张伟明，孟 军，徐正进 （辽宁生物炭工程技术研究中心，沈阳110866） ［摘要］对生物炭研究历史、现状、存在的问题及产业化前景进行了综合分析与评述，重点阐述了生物炭在能源、 环境、农业等领域的应用价值与重要作用。认为生物炭在应对气候与环境变化、固碳减排、保障能源安全和粮食安全等方面都具有重要应用价值和现实意义。文章提出了以农林废弃物资源化利用为基础的生物炭研究发展方向、建议和产业化开发与应用的技术途径。为推动生物炭工程技术创新与产业化发展提供参考依据。 ［关键词］生物炭；气候变化；能源替代 ［中图分类号］TK6［文献标识码］A ［文章编号］1009－1742（2011）02－0083－07 1前言生物质炭化技术是公认的解决气候变化问题的 可行技术措施之一，具有原材料来源广泛、生产成本低、 生态安全、无污染、可大面积推广等显著特点。生物质炭化后产生的生物炭应用于生态与环境领域，可以固碳减排，是一种有效的“碳汇”技术，与农、林业相结合，可解决农林废弃物污染与温室气体排放问题。生物炭施入农田，可有效改善土壤理化性质，增加作物产量，促进农业可持续发展。应用于能源领域，可成为替代煤、石油、天然气的清洁能源。生物炭进一步加工成活性炭，可用于重金属污染吸 附、 水质净化等。生物炭的综合利用在很大程度上可以解决可持续发展、节能降耗、环境保护与治理等领域面临的复杂问题，有助于构建低碳高效经济发展模式，对保障国家环境、能源、粮食安全意义重大。适逢国家推出战略性新兴产业发展规划，笔者针对现阶段生物炭在农业、环境、能源等领域的应用研究与开发进展作简要的综述，以期为促进生物炭产业的快速发展提供参考。 2生物炭应用技术研究概述 到目前为止，“生物炭”还没有十分确切的定 义。但广义上可以认为是黑碳的一种，通常是指以 自然界广泛存在的生物质资源为基础， 利用特定的炭化技术，由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的炭质。国外将其定义为biochar ［1］ ， 一般指生物质如木材、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等在缺氧和相对温度“较低” （＜700?）条件下热解而形成的产物［1，2］ 。常见的生物炭包括木炭、竹炭、秸 秆炭、稻壳炭等。它们主要由芳香烃和单质碳或具有石墨结构的碳组成， 含有60%以上的碳元素，还包括H 、 O 、N 、S 及少量的微量元素［3］。生物炭可溶性极低，具有高度羧酸酯化和芳香化结构［4，5］ ，拥有 较大的孔隙度和比表面积［6］ 。这些基本性质使其具备了吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力强的特性，可广泛应用于农业、工业、能源、环境等领域。图1为生物炭微观结构，采用“颗粒炭化炉”生产新工艺制备的生物炭保留了完整的孔隙结构。炭的制备是人类在长期生产实践中摸索出来的一项古老的实用技术，历史悠久，应用广泛。最常见的制炭方法是将杂草、秸秆、枯枝、落叶等堆积起来， 3 82011年第13卷第2期

生物质锅炉概述

生物质锅炉概述 锅炉是具有高温、高压的热能设备，是特种设备之一，在机关、事业企业及各行各业广泛使用，是危险而又特殊的设备。一旦发生事故，涉及公共安全，将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全，依据国务院《特种设备安全监察条例》，使用锅炉应注意以下全事项： 1、锅炉出厂时应当附有“安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明（安全性能监督检验证书）”。 2、锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书，方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门，并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案，告知后即可施工。 3、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由质量技术监督局、特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。 4、锅炉的注册登记。锅炉验收后，使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定，填写《锅炉（普查）注册登记表》，到质量技术监督局注册，并申领《特种设备安全使用登记证》。 5、锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格，取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作，使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。 6、锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验，未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次，压力表每半年检定一次，未经定期检验的安全附件不得使用。 7、严禁将常压锅炉安装为承压锅炉使用。严禁使用水位计、安全阀、压力表三大安全附件不全的锅炉。 我国是农业大国，各种农作物的秸秆很丰富，因此我国生物质能源很丰富！大家都明白一些生物质燃料的优点，可我们知道，它都有那些优点吗？ 生物质燃料的优点

【CN109775684A】一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910172524.1 (22)申请日 2019.03.07 (71)申请人 天津市实验林场 地址 301504 天津市宁河区宁河镇西关村 西5公里 (72)发明人 刘文政　赖立松　顾红艳　郑育锁　 韩建华　王春海　于澎湃　李志强　 孙宇哲　叶少锋　王一帆　金聪颖　 侯海鹏　张滈　 (74)专利代理机构 成都方圆聿联专利代理事务 所(普通合伙) 51241 代理人 李鹏 (51)Int.Cl. C01B 32/05(2017.01) C10B 53/02(2006.01) C10C 5/00(2006.01) (54)发明名称一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法(57)摘要本发明公开了一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，包括如下步骤：秸秆的选取：选取收割后的秸秆，并进行堆积晾晒。本发明通过采取成本极低的秸秆作为生物炭的原料，并预先对其粉碎和烘干，随后通过干馏式炭化炉对秸秆进行焚烧，并将输送装置和冷却装置与之相配合，使秸秆的焚烧和冷却，可以形成流水线作业，接着再将焚烧秸秆产生的木醋液与纯水按比例稀释，形成改性液，大大降低了生物炭的改性成本，最后将生物炭过筛，使生物炭达到规格粒径，本方法工艺流程简单，生产原料和改性液价格低廉，大大降低了生物炭的生产成本，值得推广使用，同时解决了现有的生物炭制备方法工艺流程复杂、 且生产原料昂贵的问题。权利要求书1页 说明书5页CN 109775684 A 2019.05.21 C N 109775684 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109775684 A 1.一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，其特征在于：包括如下步骤： (1)秸秆的选取：选取收割后的秸秆，并进行堆积晾晒； (2)秸秆的粉碎：将堆积的秸秆进行切割处理，使秸秆成为2公分左右的段或块； (3)秸秆的烘干：用烘干设备对切割后的秸秆进行烘干处理，待秸秆的含水量为等于或小于35％时，将秸秆移出烘干设备； (4)秸秆的焚烧：开启炭化炉的点火装置，当炭化仓的温度达到600度的时候，开启物料输送装置将经预处理好的秸秆送入仓内，调节秸秆输送速度和抽气量，使炭化仓内的温度控制在600度，秸秆焚烧时间为30分钟，焚烧秸秆的过程中并产生木醋液； (5)生物炭原炭的冷却：当出料口流出生物炭原炭后，即刻开启冷却装置，对生物炭原炭进行冷却降温； (6)生物炭原炭的改性：将制生物炭过程中产生的木醋液静置72小时，随后将木醋液与纯水按1:3的比例稀释，随后将生物炭原炭放入改性液中，并进行搅拌，搅拌时间为5分钟，随后将改性后的生物炭原炭捞出并进行晾干； (7)改性生物炭的粉碎：当改性后的生物炭原炭的含水量低于20％时，将其粉碎成颗粒，并过50目筛即可。 2.根据权利要求1所述的一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，其特征在于：所述步骤 (2)中，切割后秸秆的长度可小于2公分，以增大秸秆的焚烧接触面积。 3.根据权利要求1所述的一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，其特征在于：所述步骤 (3)中，烘干设备的烘干温度应大于室温而小于50度，烘干设备的风力也不应过大。 4.根据权利要求1所述的一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，炭化炉为干馏式炭化炉，焚烧过程中会产生烟雾，注意调节秸秆的输送速度和抽气量。 5.根据权利要求1所述的一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，其特征在于：所述步骤 (6)中，木醋液应取静置72小时后的中间部分，随后再与纯水进行比例稀释。 6.根据权利要求1所述的一种应用水稻秸秆制备生物炭的方法，其特征在于：所述步骤 (7)中，无法过50目筛的生物炭颗粒，可以进行再次粉碎，并进行过筛。 2

生物炭的应用领域

1.生物炭的应用领域 (1)生物炭的环境效应 随着低碳经济和可持续发展理念的提出和实施，气候变化问题不容小觑，而COZ等气体的排放所造成的温室效应也成为全世界的环境难题。制备生物炭的生物质来源广泛，易集中处理，低污染，可再生，应用潜力巨大。Lehmann曾指出，植物光合作用吸收的CO2会转变为碳水化合物来储存，经过热解处理后得到的生物炭再重新施与土壤中会起到固碳的作用，这种循环可以称为一个净的“负碳”过程，可以有效缓解全球气候变暖问题[34] 除此以外，生物炭因其自身的特殊性能还常常被用于水质净化，污水处理，废气处理等环境领域。如生物炭常被用于脱硝脱硫工艺中，通过吸附作用有效去除二氧化硫及氮氧化物等污染物。 (2>生物炭的农业效应 己有研究发现，农林业废弃物通过热解炭化制备成生物炭并以土壤改良剂的形式重新施与土壤，可以起到改善土壤环境，增加土壤肥效，提高农作物产量，并修复土壤的效果，若能运用于实际中，能极大的促进土壤的可持续利用和农业的绿色发展。 生物炭含有丰富的矿质元素，施加到土壤中可提高土壤中P, K, N, Mg, Ca, N等元素的含量，尤其是畜禽粪便生物炭对贫瘩土壤的养分补充效果非常明显。生物炭的石灰当量值较大，因此施与土壤中能与石灰有同样的作用，通过提高土壤碱基饱和来降低可交换铝水平，而酸性土壤的pH值也可以通过生物炭对土壤质子的消耗作用来完成[35-37]，进而改良酸性土壤养分的有效性。生物炭自身的高碳含量，不但可以增加土壤中的有机碳，还可以一定程度的提高土壤中有机质的含量，外加它本身就具有一定的吸水能力，因此，能大幅度的提升和改善土壤整体的养分吸持容量和持水能力。在土壤保肥方面，生物炭因其自身的特殊性质具有较高的吸附能力，阳离子交换量(CEC)和化学反应性，因此，常起到肥料缓释载体的作用，通过延迟和缓冲土壤中肥料的释放来提高其利用率[[38,39]。同时，生物炭的水肥吸附作用及孔隙结构能有效的改善土壤微生物环境， 为有益微生物的生存提供良好的栖息环境，促进其种群的繁硝和活性的保持[40-42] (3)生物炭的能源效应 化石能源作为人类文明进步和社会发展所依赖的主要能源结构，因为不可持续性和人类的巨大消耗使其逐渐走向枯竭。能源危机也因此成为全球高速发展的限制性因素，如何探索和发现新型替代能源己是燃眉之急[43]。生物炭作为一种可再生碳源，燃烧性能好，热值高，清洁，无污染，因而具有极大的开发潜力。我国每年秸秆产量有七亿吨，制成生物炭具有的热值高达2.25亿吨，价值折合Ig00亿元人民币，可填补我国燃煤缺口的一半以上，可应用于农村分散供热，供暖以及城市集中供暖，发电等，有效调整我国能源结构，为绿色可持续发展提供新型起步点和着眼点。除此以外，生物炭制备过程中获得的混合气和生物油以蒸汽催化的方式进行重新整合收集后可得氢气副产品，作为一种新原料和能源被用于合成氨等其它方面与领域[44]。而生物油也可升级加工为工业化学品，和化学还可进一步精炼得到生物柴油燃料。因此，生物炭制备过程中所产生的生物能源品可在一定程度上缓解化石能源的压力，并 从总量上减小了化石原料的碳排放量。L (1)在污水处理中的应用 生物炭的多孔结构及高比表面积使其与活性炭类似，可以用于环境中的污染物的吸附剂(Beesley L, et al., 2010; Beesley L, et al., 2011; Chen X, et al.,2011; Ippolito J A, et al. , 2012a)。目前，己有很多研究使用废弃物制成的生物炭来去除水中的污染物，并且对多种污染物都有显着的吸附效果(Cao X D, et al.,2009; Chen X, et al.，2011;Dong X, et al.，2011;Ippolito J A, et al.，2012a;Qiu Y, et al. , 2008 ; Uchimiya M, et al. , 2010)。生物炭在污水处理方面的应用主要包含两个方面，即有机污染治理和无机污染治理。有机污染物主要包括染料、酚醛树脂、农药、芳烃以及抗生素等，无机污染物主要包括阳离子和阴离子。Chen等(Chen X, et al. , 2011)报道了由硬木和玉米秸秆制备的生物炭对Cu和Zn有很强的吸附性，分别高达12.5和11.0 mg/g o Klasson等使用杏仁壳生物炭吸附水中的二嗅氯，其比表面积可达到344 m2/g，最大吸附量为102 mg/g(Klasson K T,et al. , 2013) o Cao等(Cao X D, et al., 2009)研究表明在

生物炭制备方法及其应用的研究进展

第47卷第7期2019年4月广　州　化　工 Guangzhou Chemical Industry Vol.47No.7Apr.2019 生物炭制备方法及其应用的研究进展 * 李佳燕,陈　兰,喻　婕,戴智强,张　震,王　娜 (天津中医药大学中药制药工程学院,天津　301617) 摘　要:生物炭作为一种绿色环保,廉价易得的新型功能材料,具有比表面积大,孔隙结构致密,来源广泛,环境友好等 优点三通过对生物炭制备方法的分类与总结,对比不同制备方法的优缺点,为生物炭制备过程的改进提供技术支持三通过对生物炭的应用进行总结与分析,为其在农业生产二环境保护二能源化工等领域的广泛应用提供理论与实践依据三 关键词:生物炭;制备方法;改性;土壤修复;污水处理;大气污染　 中图分类号:X705 　文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2019)07-0022-04 * 基金项目:天津中医药大学校大学生科技创新基金资助项目(CXJJ2018YC19)三第一作者:李佳燕(1998-),女,本科生三 通讯作者:王娜(1983-),女,讲师,研究方向为中药废弃物的再利用三 Research Progress on Preparation Methods and Applications of Biochar * LI Jia -yan ,CHEN Lan ,YU Jie ,DAI Zhi -qiang ,ZHANG Zhen ,WANG Na (College of Pharmaceutical Engineering of Traditional Chinese Medicine,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 301617,China) Abstract :Biochar,as a new kind of green and environmentally friendly functional material,has the advantages of low cost,wide sources,large specific surface area and dense pore structure.Through the classification and summary of biochar preparation methods,the advantages and disadvantages of different preparation methods were compared,which provided technical support for the improvement of biochar preparation process.The application of biochar was summarized and analyzed,which provided theoretical and practical basis for its wide application in agricultural production,environmental protection,energy and chemical industry. Key words :biochar;preparation method;modification;soil remediation;sewage disposal;air pollution 生物炭是生物质在低氧或缺氧条件下,通过高温裂解碳化,形成的高度芳香化二富含碳的多孔颗粒固体[1]三生物炭的多孔结构,可以稳定地将碳元素固定长达数百年,矿化后碳元素在环境中很难再分解三制备生物炭的原料主要是制药二造纸二农产品加工等行业产生的废弃物三将这些废弃物加工制备成生物炭,并应用到农业二环保二化工二制药等领域,可以实现废弃物的高值利用,从而有效减少资源浪费,具有重要的实际意义和研究价值三 1　生物炭的制备 生物质主要由纤维素二半纤维素和木质素组成三生物炭的制备是生物质发生热裂解,由大分子转变为小分子的过程三其中伴随有脂肪烃脱水缩聚形成芳香环,羟基二羧基等极性官能团脱除的过程三根据制备过程中生物质的热解温度二升温速率以及加热介质的不同,生物炭的制备方法可分为:慢速热解二快速热解二气化热解二水热炭化以及微波热裂解法[1-2]三1.1　慢速热解 慢速热解法也称为传统炭化法,是指生物质以一个相对较低的速率加热,经过较长的热解时间制备生物炭的过程三慢速 热解法对设备条件要求不高,反应条件较为温和,在固定床或移动床上就可以进行反应,通过普通的马弗炉控制温度就可以实现生产三Xiao 等[3]以氮气为保护气,以稻秆为原料,在马弗炉内制备生物炭三在升温速率为5℃/min 的条件下,他们考察了反应温度对产物的影响三结果表明,当反应温度为150℃时,生物炭的产率最高为93.9%三随着炭化温度的升高,生物炭的产率逐渐下降,其灰分含量逐渐升高,pH 值增大,芳香化程度明显增高,微孔结构更加完善三李敏等[4]分别在窑式二固定床和移动床三种设备中进行了生物炭的制备过程,考察不同反应温度及风量条件对热解过程的影响三结果表明,产物的分布和特性与反应器的种类有关,而热解炭化制备生物炭的关键因素是温度与风量三 1.2　快速热解 快速热解法是生物质在无氧或限氧条件下快速(103~104℃/s,)加热到较高反应温度(常压下500℃左右),从而使生物质大分子发生热解转化,生成气体小分子二挥发分以及焦油等产物的过程三该过程通常在流化床中进行三与慢速热解法相比,快速热解的升温速率快二加热时间短,生物油产率相对较高,而生物炭产率相对较低,且得到的生物炭密度高二偏酸