畜禽粪便高温发酵与秸秆热化学处理工艺的耦合
2015-08-20浦绍瑞钱红亮马春燕刘畅陆小华
化工学报 2015年6期
浦绍瑞,钱红亮,2,马春燕,刘畅,陆小华
(1南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 210009;2 中国药科大学工学院,江苏 南京 210009)
引 言
我国低劣生物质资源量巨大,每年产生约8 亿吨农作物秸秆和40 亿吨畜禽粪便[1],造成了严重的环境污染,并排放大量的温室气体。据污染源普查数据显示,2010年畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到1184 万吨和65 万吨,占全国排放总量的比例分别为45%、25%[2],畜禽养殖污染已经成为环境污染的重要来源。与此同时,秸秆并未得到充分利用,随意丢弃和焚烧的现象时有发生,据测算我国每年大概有1.2 亿吨秸秆被无序燃烧,由此产生的PM2.5 总量高达200 万吨[3],造成资源巨大浪费,并带来严重的空气污染。
低劣生物质既是污染源,同时也是资源,通过不同工艺可以转化为能源。通常情况下,能量的最终需求形式和生物质原料的类型很大程度上决定了转化工艺,而最主要的转化技术为热化学转化和厌氧发酵[4]。秸秆由于自身富含木质纤维素,抗降生物解性强[5],需要在发酵前进行预处理,其处理方法有物理法、化学法和生物等方法[6],然而这些技术各有优缺点且成本较高,尚不完全成熟。但热化学转换是快速处理此类低劣生物质的有效方法[7-8],尤其适用于处理水分含量较低的秸秆和木屑等生物质,城市垃圾通常用焚烧的方法进行大规模减量处理[9]。
另一方面,畜禽粪便经过热裂解、热气化及液化等热化学转换技术减少污染……
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