一种生物质材料同时制取炭气液产品的方法及应用技术.ppt

一种农林生物质材料高效、无公害、资源化利用技术及应用,南京林业大学 张齐生 周建斌 2008年05月,农林生物质国内外利用的方法很多，如直接燃烧、气化、液化、压缩成型、生物化学转化或制造人造板等，但由于种种原因或条件的限制，真正的技术成熟、经济可行，应用便捷的方法还不多。针对上述问题我们研究了将农林生物质同时制取炭、气、液三种产品，寻求一种高效、无公害、资源化利用的方法。,一、技术方案,将木质、竹质废料或秸秆、稻壳、果壳、果树枝条等送入气化炉，有限量的供氧产生大量的可燃气体，经气液分离后的纯净可燃气供发电或供气；液体通过冷凝回收得到醋液，用于家畜饲养的消毒液、除臭剂或用于农药、助剂、促进作物生长的叶面肥，在有机作物中效果奇特；得到的炭，富含作物生长的必需营养元素，对水和肥有长效缓释作用，对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用，可制成有机复合肥，或钢铁工业的保温材料等。,炭、气、液高效利用工艺流程图,农林生物质高效利用装置图,防虫、抗菌剂,炭、气、液产品应用示意框图,炭、气、液产品的应用,应用实例：,果树枝条炭、气、醋液的得率可通过有效供氧量适当的加以调控。,1、气体产品的应用,气体产品主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳等可燃性气体，可将其输入燃气轮机发电或直接向用户供气。气体成份、热值和气化效率 见下表。,820条件下的气体成份、热值和气化效率,在正常运行条件下，每吨农林生物质可发电650千瓦时，可有效解决因焚烧造成的环境污染和资源流失，和煤的燃烧相比，可减少烟气中NOx 和SO2的排放量。 若每年利用6000吨农林生物质通过气化炉产生燃气，可带动一套500千瓦的发电设备，全年发电300万度，且整个过程无污染。,2、炭产品的应用,农林生物质所得到炭，富含作物生长的必需营养元素，对水和肥料有长效缓释作用，且对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用，可制成有机复合肥，或钢铁工业的保温材料等。,例如秸秆炭，每千克的炭中大约含钾53g、氮4.3g、磷2.6g，镁3.52g、微量元素铜0.015g、铁0.58g、锌0.11g，比表面积71220m2/g左右。我们将秸秆炭和家禽、家畜的粪便一起制成秸秆炭复合肥（炭为10%），还田以后有如下效果：,(1) 增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通气、透水状况，提高土壤最大持水量，可以缓解长期使用化肥造成土壤板结的难题。 土壤中增加4%的秸秆炭，土壤的容重（g/cm3)从1.39减少至1.20；土壤最大持水量(%)从37.71增加至41.17；土壤最大持水能力(%)从29.12增加至34.33。,(2)秸秆炭将我国农田土壤中紧缺的氮、磷、钾、镁等大量元素返回到土壤中，而且还可以补充植物所必须的铜、铁、锌等微量元素，有利于提高农作物的产量和品质。 (3)秸秆炭可抑制土壤对磷的吸附，有利于磷的解吸，从而改善植物对磷的吸收利用。 当土壤加磷量为100mg/kg时，土壤中增加4%的秸秆炭以后，磷的吸附率为22.37%,而未加秸秆炭的土壤则高达52.43%；而相应土壤磷的解吸率由0.85%提高到22.81%。,(4) 秸秆炭具有修复土壤重金属污染的作用，对污染土壤中的镉(Cd)具有显著的吸附作用。 在三级镉污染的土壤(100mg/kg-三级、0.6mg为二级、0.3mg为一级)中加入4%秸秆炭后种植小白菜试验，小白菜叶中镉的含量减少49.43%；小白菜根中镉的含量减少73.51%。,小白菜试验田,复合肥 秸秆炭复合肥,3、液体产品的应用,经测定，醋液是一种含有酸类、酯类、醛类、酚类等100多种化学成分的液体产物，其有效含量约为810%，pH值约为3左右的酸性浅褐色液体。 根据目前的试验和有关文献报道其应用途径，主要有以下几方面：,(1) 醋液是一种高效的杀菌、消毒、除臭剂 经扬州大学刘秀梵院士的实验室检测，秸秆醋液复配液对禽流感和鸡瘟病的病毒有灭杀作用，经省疾病预防中心检测，对大肠杆菌、金色葡萄球菌、白色念珠菌都有很强的杀菌和抑菌效果；另一方面它有强酸性，喷洒在养鸡场，与鸡粪中的氨、氮中的碱性物质中和有极好的除臭效果。,(2) 醋液可以适量的和秸秆炭一起制成秸秆炭复合肥，还田以后有改善土壤的化学性质、灭杀土壤中的有害细菌，促进农作物生长的作用。 (3)秸秆醋液可以作为农药的助剂，喷洒在农作物和果树叶面上，既可减少农药用量又可改善农产品的质量和增加产量。,粗秸秆醋液 精馏秸秆醋液,三、小结：,为了进一步完善和推广本项技术，目前我们在江苏省科技厅和国家林业局的支持下，课题组正在安徽宣城市建设农作物秸秆发电、现代化养鸡场的消毒、杀菌、除臭的示范实验；在江苏