秸秆制备生物质炭技术及产业化进展
2021-08-10周建斌马欢欢章一蒙
生物加工过程 2021年4期
周建斌,马欢欢,章一蒙
(1. 南京林业大学 材料科学与工程学院,江苏 南京 210035;2. 江苏省生物质气化多联产工程研究中心,江苏 南京 210035)
生物质是一种绿色、可再生资源,具有零污染、来源广泛、储量大、取之不尽、用之不竭的特性。生物质主要有农林废弃物(秸秆、稻壳等)、城市园林废弃物、能源作物和畜禽粪便等[1-2]。农林生物质通过热化学或生物转化技术可转换成固体、液体和气体燃料,是唯一能够替代化石能源的可再生能源,也是最具有产业化前景的清洁能源。在热化学转化路线中的炭化、干馏、气化多联产、液化联产炭等是生产一系列产品的高效和经济的方法[3],包括生物质炭、可燃气、生物质提取液、液体燃料和其他化学品[4-8]。生物质炭是生物质在无氧或限制性供氧条件下通过热化学转化得到的固体产物。木炭作为典型的生物质炭在我国已有几千年历史,在炊事、取暖、丧葬、祭祀、医药、火药、冶炼及绘画等领域均有使用[9]。生物质炭由于其孔隙发达、比表面积较大、官能团丰富,近年来在污水处理、空气净化、土壤改良、CO2捕获、催化剂和电化学等领域广泛应用[10-15]。由于生物质原料多样、组成复杂以及制备条件不同,生物质炭的性质和用途存在较大差异。
我国每年产生约9亿t秸秆,秸秆生物质炭由于其灰分含量高、热值低,在制备活性炭、工业用炭、能源用炭等领域应用受限,但秸秆炭中灰分元素可以作为植物养分使用[16],中国乃至世界的农耕文明就是以秸秆灰还田作为肥料使用的。……
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