一種農(nóng)林生物質(zhì)材料高效無公害資源化利用技術(shù)及應(yīng)用課件

一種農(nóng)林生物質(zhì)材料高效、無公害、資源化利用技術(shù)及應(yīng)用一種農(nóng)林生物質(zhì)材料高效、無公害、資源化利用技術(shù)及應(yīng)用1

農(nóng)林生物質(zhì)國內(nèi)外利用的方法很多，如直接燃燒、氣化、液化、壓縮成型、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化或制造人造板等，但由于種種原因或條件的限制，真正的技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可行，應(yīng)用便捷的方法還不多。針對(duì)上述問題我們研究了將農(nóng)林生物質(zhì)同時(shí)制取炭、氣、液三種產(chǎn)品，尋求一種高效、無公害、資源化利用的方法。一、技術(shù)方案農(nóng)林生物質(zhì)國內(nèi)外利用的方法很多，如直接燃燒、氣化、液2將木質(zhì)、竹質(zhì)廢料或秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條等送入氣化爐，有限量的供氧產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w，經(jīng)氣液分離后的純凈可燃?xì)夤┌l(fā)電或供氣；液體通過冷凝回收得到醋液，用于家畜飼養(yǎng)的消毒液、除臭劑或用于農(nóng)藥、助劑、促進(jìn)作物生長的葉面肥，在有機(jī)作物中效果奇特；得到的炭，富含作物生長的必需營養(yǎng)元素，對(duì)水和肥有長效緩釋作用，對(duì)重金屬污染、退化的土壤具有改良、修復(fù)作用，可制成有機(jī)復(fù)合肥，或鋼鐵工業(yè)的保溫材料等。將木質(zhì)、竹質(zhì)廢料或秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條等送入氣3炭、氣、液高效利用工藝流程圖炭、氣、液高效利用工藝流程圖4農(nóng)林生物質(zhì)高效利用裝置圖農(nóng)林生物質(zhì)高效利用裝置圖5

防蟲、抗菌劑農(nóng)作物秸稈熱解氣化秸稈炭冷卻氣液分離秸稈醋液可燃性氣體提取葉面肥除臭劑發(fā)電或供氣有機(jī)復(fù)合肥栽培基質(zhì)土壤改良、修復(fù)劑肥料緩釋劑蜂窩炭工業(yè)用炭炭、氣、液產(chǎn)品應(yīng)用示意框圖炭、氣、液產(chǎn)品的應(yīng)用

防蟲、抗菌劑農(nóng)作物秸稈熱解氣化秸稈炭冷卻氣液分離秸稈醋液可6應(yīng)用實(shí)例：

將果樹枝條碎成1-3cm原料送入氣化爐，氣化形成的可燃性氣體，帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，每小時(shí)可發(fā)電400kw左右,耗用果樹枝條540－580kg，可產(chǎn)生180-240kg炭，可產(chǎn)生110-140kg醋液。

果樹枝條炭、氣、醋液的得率可通過有效供氧量適當(dāng)?shù)募右哉{(diào)控。應(yīng)用實(shí)例：將果樹枝條碎成1-3cm原料送入氣化爐，氣71、氣體產(chǎn)品的應(yīng)用氣體產(chǎn)品主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳等可燃性氣體，可將其輸入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電或直接向用戶供氣。氣體成份、熱值和氣化效率見下表。820℃條件下的氣體成份、熱值和氣化效率爐內(nèi)溫度氣體成分氣體熱值氣化效率/℃CO2COCH4CnHmH2N2O2KJ/Nm3/%82016.316.56.711.34.1755.315667651、氣體產(chǎn)品的應(yīng)用氣體產(chǎn)品主要含有甲烷、乙烯、一氧化8在正常運(yùn)行條件下，每噸農(nóng)林生物質(zhì)可發(fā)電650千瓦時(shí)，可有效解決因焚燒造成的環(huán)境污染和資源流失，和煤的燃燒相比，可減少煙氣中NOx和SO2的排放量。若每年利用6000噸農(nóng)林生物質(zhì)通過氣化爐產(chǎn)生燃?xì)?，可帶?dòng)一套500千瓦的發(fā)電設(shè)備，全年發(fā)電300萬度，且整個(gè)過程無污染。在正常運(yùn)行條件下，每噸農(nóng)林生物質(zhì)可發(fā)電650千瓦時(shí)，92、炭產(chǎn)品的應(yīng)用農(nóng)林生物質(zhì)所得到炭，富含作物生長的必需營養(yǎng)元素，對(duì)水和肥料有長效緩釋作用，且對(duì)重金屬污染、退化的土壤具有改良、修復(fù)作用，可制成有機(jī)復(fù)合肥，或鋼鐵工業(yè)的保溫材料等。例如秸稈炭，每千克的炭中大約含鉀53g、氮4.3g、磷2.6g，鎂3.52g、微量元素銅0.015g、鐵0.58g、鋅0.11g，比表面積71－220m2/g左右。我們將秸稈炭和家禽、家畜的糞便一起制成秸稈炭復(fù)合肥（炭為10%），還田以后有如下效果：2、炭產(chǎn)品的應(yīng)用農(nóng)林生物質(zhì)所得到炭，富含作物生長的必10(1)增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通氣、透水狀況，提高土壤最大持水量，可以緩解長期使用化肥造成土壤板結(jié)的難題。土壤中增加4%的秸稈炭，土壤的容重（g/cm3)從1.39減少至1.20；土壤最大持水量(%)從37.71增加至41.17；土壤最大持水能力(%)從29.12增加至34.33。(1)增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通氣、透水狀況11(2)秸稈炭將我國農(nóng)田土壤中緊缺的氮、磷、鉀、鎂等大量元素返回到土壤中，而且還可以補(bǔ)充植物所必須的銅、鐵、鋅等微量元素，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。(3)秸稈炭可抑制土壤對(duì)磷的吸附，有利于磷的解吸，從而改善植物對(duì)磷的吸收利用。當(dāng)土壤加磷量為100mg/kg時(shí)，土壤中增加4%的秸稈炭以后，磷的吸附率為22.37%,而未加秸稈炭的土壤則高達(dá)52.43%；而相應(yīng)土壤磷的解吸率由0.85%提高到22.81%。(2)秸稈炭將我國農(nóng)田土壤中緊缺的氮、磷、鉀、鎂等大量元素返12(4)秸稈炭具有修復(fù)土壤重金屬污染的作用，對(duì)污染土壤中的鎘(Cd)具有顯著的吸附作用。在三級(jí)鎘污染的土壤(100mg/kg-三級(jí)、0.6mg為二級(jí)、0.3mg為一級(jí))中加入4%秸稈炭后種植小白菜試驗(yàn)，小白菜葉中鎘的含量減少49.43%；小白菜根中鎘的含量減少73.51%。(4)秸稈炭具有修復(fù)土壤重金屬污染的作用，對(duì)污染土壤中的鎘13小白菜試驗(yàn)田小白菜試驗(yàn)田14稻草炭豆稈炭玉米稈炭棉稈炭復(fù)合肥秸稈炭復(fù)合肥稻草炭豆稈炭玉米稈炭153、液體產(chǎn)品的應(yīng)用

經(jīng)測定，醋液是一種含有酸類、酯類、醛類、酚類等100多種化學(xué)成分的液體產(chǎn)物，其有效含量約為8～10%，pH值約為3左右的酸性淺褐色液體。根據(jù)目前的試驗(yàn)和有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道其應(yīng)用途徑，主要有以下幾方面：3、液體產(chǎn)品的應(yīng)用經(jīng)測定，醋液是一種含有酸類、酯類、16(1)醋液是一種高效的殺菌、消毒、除臭劑經(jīng)揚(yáng)州大學(xué)劉秀梵院士的實(shí)驗(yàn)室檢測，秸稈醋液復(fù)配液對(duì)禽流感和雞瘟病的病毒有滅殺作用，經(jīng)省疾病預(yù)防中心檢測，對(duì)大腸桿菌、金色葡萄球菌、白色念珠菌都有很強(qiáng)的殺菌和抑菌效果；另一方面它有強(qiáng)酸性，噴灑在養(yǎng)雞場，與雞糞中的氨、氮中的堿性物質(zhì)中和有極好的除臭效果。(1)醋液是一種高效的殺菌、消毒、除臭劑17(2)醋液可以適量的和秸稈炭一起制成秸稈炭復(fù)合肥，還田以后有改善土壤的化學(xué)性質(zhì)、滅殺土壤中的有害細(xì)菌，促進(jìn)農(nóng)作物生長的作用。(3)秸稈醋液可以作為農(nóng)藥的助劑，噴灑在農(nóng)作物和果樹葉面上，既可減少農(nóng)藥用量又可改善農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和增加產(chǎn)量。(2)醋液可以適量的和秸稈炭一起制成秸稈炭復(fù)合肥，還田以后18粗秸稈醋液精餾秸稈醋液粗秸稈醋液精餾秸稈19三、小結(jié)：

為了進(jìn)一步完善和推廣本項(xiàng)技術(shù)，目前我們在江蘇省科技廳和國家林業(yè)局的支持下，課題組正在安徽宣城市建設(shè)農(nóng)作物秸稈發(fā)電、現(xiàn)代化養(yǎng)雞場的消毒、殺菌、除臭的示范實(shí)驗(yàn)；在江蘇省泰興建設(shè)農(nóng)作物秸稈發(fā)電、有機(jī)復(fù)合肥、有機(jī)農(nóng)業(yè)示范實(shí)驗(yàn)；在寧夏銀川建設(shè)果樹枝條炭、氣、液在干旱農(nóng)業(yè)的土壤和葉面肥示范實(shí)驗(yàn)。在以上實(shí)驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上再逐步推廣應(yīng)用本項(xiàng)技術(shù)。三、小結(jié)：為了進(jìn)一步完善和推廣本項(xiàng)技術(shù)，目20謝謝大家！謝謝大家！21一種農(nóng)林生物質(zhì)材料高效、無公害、資源化利用技術(shù)及應(yīng)用一種農(nóng)林生物質(zhì)材料高效、無公害、資源化利用技術(shù)及應(yīng)用22

農(nóng)林生物質(zhì)國內(nèi)外利用的方法很多，如直接燃燒、氣化、液化、壓縮成型、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化或制造人造板等，但由于種種原因或條件的限制，真正的技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可行，應(yīng)用便捷的方法還不多。針對(duì)上述問題我們研究了將農(nóng)林生物質(zhì)同時(shí)制取炭、氣、液三種產(chǎn)品，尋求一種高效、無公害、資源化利用的方法。一、技術(shù)方案農(nóng)林生物質(zhì)國內(nèi)外利用的方法很多，如直接燃燒、氣化、液23將木質(zhì)、竹質(zhì)廢料或秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條等送入氣化爐，有限量的供氧產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w，經(jīng)氣液分離后的純凈可燃?xì)夤┌l(fā)電或供氣；液體通過冷凝回收得到醋液，用于家畜飼養(yǎng)的消毒液、除臭劑或用于農(nóng)藥、助劑、促進(jìn)作物生長的葉面肥，在有機(jī)作物中效果奇特；得到的炭，富含作物生長的必需營養(yǎng)元素，對(duì)水和肥有長效緩釋作用，對(duì)重金屬污染、退化的土壤具有改良、修復(fù)作用，可制成有機(jī)復(fù)合肥，或鋼鐵工業(yè)的保溫材料等。將木質(zhì)、竹質(zhì)廢料或秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條等送入氣24炭、氣、液高效利用工藝流程圖炭、氣、液高效利用工藝流程圖25農(nóng)林生物質(zhì)高效利用裝置圖農(nóng)林生物質(zhì)高效利用裝置圖26

防蟲、抗菌劑農(nóng)作物秸稈熱解氣化秸稈炭冷卻氣液分離秸稈醋液可燃性氣體提取葉面肥除臭劑發(fā)電或供氣有機(jī)復(fù)合肥栽培基質(zhì)土壤改良、修復(fù)劑肥料緩釋劑蜂窩炭工業(yè)用炭炭、氣、液產(chǎn)品應(yīng)用示意框圖炭、氣、液產(chǎn)品的應(yīng)用

防蟲、抗菌劑農(nóng)作物秸稈熱解氣化秸稈炭冷卻氣液分離秸稈醋液可27應(yīng)用實(shí)例：

將果樹枝條碎成1-3cm原料送入氣化爐，氣化形成的可燃性氣體，帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，每小時(shí)可發(fā)電400kw左右,耗用果樹枝條540－580kg，可產(chǎn)生180-240kg炭，可產(chǎn)生110-140kg醋液。

果樹枝條炭、氣、醋液的得率可通過有效供氧量適當(dāng)?shù)募右哉{(diào)控。應(yīng)用實(shí)例：將果樹枝條碎成1-3cm原料送入氣化爐，氣281、氣體產(chǎn)品的應(yīng)用氣體產(chǎn)品主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳等可燃性氣體，可將其輸入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電或直接向用戶供氣。氣體成份、熱值和氣化效率見下表。820℃條件下的氣體成份、熱值和氣化效率爐內(nèi)溫度氣體成分氣體熱值氣化效率/℃CO2COCH4CnHmH2N2O2KJ/Nm3/%82016.316.56.711.34.1755.315667651、氣體產(chǎn)品的應(yīng)用氣體產(chǎn)品主要含有甲烷、乙烯、一氧化29在正常運(yùn)行條件下，每噸農(nóng)林生物質(zhì)可發(fā)電650千瓦時(shí)，可有效解決因焚燒造成的環(huán)境污染和資源流失，和煤的燃燒相比，可減少煙氣中NOx和SO2的排放量。若每年利用6000噸農(nóng)林生物質(zhì)通過氣化爐產(chǎn)生燃?xì)猓蓭?dòng)一套500千瓦的發(fā)電設(shè)備，全年發(fā)電300萬度，且整個(gè)過程無污染。在正常運(yùn)行條件下，每噸農(nóng)林生物質(zhì)可發(fā)電650千瓦時(shí)，302、炭產(chǎn)品的應(yīng)用農(nóng)林生物質(zhì)所得到炭，富含作物生長的必需營養(yǎng)元素，對(duì)水和肥料有長效緩釋作用，且對(duì)重金屬污染、退化的土壤具有改良、修復(fù)作用，可制成有機(jī)復(fù)合肥，或鋼鐵工業(yè)的保溫材料等。例如秸稈炭，每千克的炭中大約含鉀53g、氮4.3g、磷2.6g，鎂3.52g、微量元素銅0.015g、鐵0.58g、鋅0.11g，比表面積71－220m2/g左右。我們將秸稈炭和家禽、家畜的糞便一起制成秸稈炭復(fù)合肥（炭為10%），還田以后有如下效果：2、炭產(chǎn)品的應(yīng)用農(nóng)林生物質(zhì)所得到炭，富含作物生長的必31(1)增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通氣、透水狀況，提高土壤最大持水量，可以緩解長期使用化肥造成土壤板結(jié)的難題。土壤中增加4%的秸稈炭，土壤的容重（g/cm3)從1.39減少至1.20；土壤最大持水量(%)從37.71增加至41.17；土壤最大持水能力(%)從29.12增加至34.33。(1)增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通氣、透水狀況32(2)秸稈炭將我國農(nóng)田土壤中緊缺的氮、磷、鉀、鎂等大量元素返回到土壤中，而且還可以補(bǔ)充植物所必須的銅、鐵、鋅等微量元素，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。(3)秸稈炭可抑制土壤對(duì)磷的吸附，有利于磷的解吸，從而改善植物對(duì)磷的吸收利用。當(dāng)土壤加磷量為100mg/kg時(shí)，土壤中增加4%的秸稈炭以后，磷的吸附率為22.37%,而未加秸稈炭的土壤則高達(dá)52.43%；而相應(yīng)土壤磷的解吸率由0.85%提高到22.81%。(2)秸稈炭將我國農(nóng)田土壤中緊缺的氮、磷、鉀、鎂等大量元素返33(4)秸稈炭具有修復(fù)土壤重金屬污染的作用，對(duì)污染土壤中的鎘(Cd)具有顯著的吸附作用。在三級(jí)鎘污染的土壤(100mg/kg-三級(jí)、0.6mg為二級(jí)、0.3mg為一級(jí))中加入4%秸稈炭后種植小白菜試驗(yàn)，小白菜葉中鎘的含量減少49.43%；小白菜根中鎘的含量減少73.51%。(4)秸稈炭具有修復(fù)土壤重金屬污染的作用，對(duì)污染土壤中的鎘34小白菜試驗(yàn)田小白菜試驗(yàn)田35稻草炭豆稈炭玉米稈炭棉稈炭復(fù)合肥秸稈炭復(fù)合肥稻草炭豆稈炭玉米稈炭363、液體產(chǎn)品的應(yīng)用

經(jīng)測定，醋液是一種含有酸類、酯類、醛類、酚類等100多種化學(xué)成分的液體產(chǎn)物，其有效含量約為8～10%，pH值約為3左右的酸性淺褐色液體。根據(jù)目前的試驗(yàn)和有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道其應(yīng)用途徑，主要有以下幾方面：3、液體產(chǎn)品的應(yīng)用經(jīng)測定，醋液是一種含有酸類、酯類、37(1)醋液是一種高效的殺