梁光兵, 李艳红, 訾昌毓, 张远琴, 彭昭霞, 赵榆林, 赵文波

(昆明理工大学 化学工程学院, 云南 昆明 650500)

我国农林业废弃物、畜牧业排泄物、生物污泥等生物质资源丰富，具有巨大的开发利用价值[1]。现阶段，以木材废弃物和农业秸秆为代表的农林剩余物转化为能源的潜力为4.6亿吨标准煤，已利用量约为2 200万吨标准煤，约占2018年中国能源消耗总量的0.47%，且生物质资源主要用于燃料、饲料、肥料和基础化学品的生产[2]，而生物质发电是生物质燃料利用中最重要的一种方式。生物质发电包括煤-生物质共燃烧、直接燃烧、气化发电、沼气发电和垃圾焚烧等方式[3-4]。其中，生物质燃烧发电产生的废渣和飞灰难以处理[5]。据统计，全球每燃烧70亿吨生物质，就会产生约4.8亿吨的生物质灰，由于处理方法的局限性，只能将其就地掩埋或者集中堆放处置，极易引发环境的二次污染[6]。相较于炉底废渣，由除尘系统收集的生物质飞灰成分简单，应用价值大。由于锅炉内部特殊的燃烧条件，致使生物质有机成分在高温缺氧条件下转化形成生物炭[7]。生物炭是具有高表面活性、富含碳素的多孔固体物质[8-9]，其制备工艺主要有慢速热解、快速热解、气化热解和水热炭化等[10]，在土壤改良、重金属处理和燃料等领域应用广泛[11-14]。Jiang等[15]采用不同种类的木材比较高温热解生物炭的理化性质差异，结果表明松木和黄杨木的理化性质对高温热解生物炭的比表面积、孔隙度、碱度、pH值、负电荷密度、可溶性和交换性阳离子以及含氧官能团的存在均有较大影响。……