彰显绿色责任 引领民族复兴——与商丘三利新能源有限公司董事长林振衡一席谈

商丘三利新能源有限公司是以农作物秸秆为原料的节能环保型企业,多年来,公司秉承"利国、利民、利子孙"的企业宗旨,连续研制发明了池式秸秆综合利用热解炭化装置、炭化分解气体回收利用、锅炉用秸秆成型炭和秸秆炭低温低灰双级燃烧器、秸秆燃气发电、秸秆炭发电等一系列关键性技术,在一条生产线上,将秸秆限氧热解为秸秆炭、燃气、木焦油、木醋酸三种形态四种产品的再生能源,实现了技术创新、工艺创新和应用创新。究竟是什么使商丘三利新能源有限公司在短短几年内有了如此巨大的创新与跨越,实现了中国生物质能源的迈步、推动循环经济发展、引领中华民族复兴?带着这一问题,笔者来到商丘三利新能源有限公司与董事长林振衡先生进行了深入交流。     

城市污泥与秸秆共水热炭化产物的燃烧特性与动力学研究

采用热重分析法研究了城市污泥（SS）与小麦秸秆（WS）在220℃下共水热炭化（Co-HTC）产物水热炭（Hydrochar）的燃烧特性与反应动力学。对比分析水热炭从室温升至1 000℃的燃烧特性,采用KAS法计算燃烧过程中样品的活化能。结果表明,水热炭化后,污泥和秸秆的着火温度升高、失重率下降。随着混合物中WS质量分数从30%增加到70%,共炭化产物的综合燃烧特性指数从3.47增加到11.35,燃烧性能显著增强,且T_i和T_f之间的温度区间变窄。城市污泥与秸秆混合水热制备的生物质炭燃烧过程中存在协同作用,在320℃时协同作用最强。WS质量分数为50%时,水热炭燃烧的平均活化能达到最小值,为22.55 kJ/mol。     

秸秆阴燃过程热量释放定量分析

在热重-差示扫描同步热分析仪上进行了麦秸、玉米秸、高梁秸、红薯藤、棉秆、谷秸的阴燃实验。结果表明:上述各种秸秆在同步热分析仪(STA)上以10 K/min升温速率,依次进行物料升温、炭化、炭氧化和灰分升温几个阴燃过程。其中,炭化阶段每克挥发分放出的热量分别为6.285、5.269、5.308、4.041、5.347、5.414 kJ;炭氧化阶段每克被氧化物质放出的热量分别为22.554、20.723、24.392、24.319、26.105、19.477 kJ。     

建设绿色家园 创建和谐社——商丘三利新能源有限公司

商丘三利新能源有限公司是以农作物秸秆为原料的节能环保型企业,多年来,公司秉承"利国、利民、利子孙"的企业宗旨,连续研制发明了池式秸秆综合利用热解炭化装置、炭化分解气体回收利用、锅炉用秸秆成型炭和秸秆炭低温低灰双级燃烧器、秸秆燃气发电、秸秆炭发电等一系列关键性技术,在一条生产线上,将秸秆限氧热解为秸秆炭、燃气、木焦油、木醋酸三种形态四种产品的再生能源,实现了技术创新、工艺创新和应用创新。     

Fe2+掺杂秸秆黑炭电极的制备及对水中Zn2+的吸附

将玉米秸秆无氧炭化,以葡萄糖为粘合剂掺杂Fe2+水热制备秸秆炭电极,表征了其结构和形貌,考察了电压、时间、pH值对Fe2+炭化电极吸附模拟废水中Zn2+的影响. 结果表明,玉米秸秆与FeSO4×7H2O按质量比1:1所制电极疏松多孔、鼓泡均匀. 在电压14 V、pH值8.0、吸附150 min的条件下,对Zn2+的去除率达88.2%.     

规模化连续生物质炭化设备的评价及产品分析

针对目前国内生物质废弃物热解炭化设备规模化生产中存在着生产设备运行不稳定、秸秆炭化产率低、副产品回收利用难等问题,采用稻壳和玉米秸秆成型颗粒为原料,研究其在该套规模化连续生物质炭化设备中长时间连续炭化情况,从而系统分析了该生物质炭化设备的适用性和稳定性。该设备由炭化单元、气体分离单元和出炭单元组成,炭化单元采用双层套筒结构,内层为炭化室,外层为燃气加热室,将生物质炭化产生的高热值生物质气回收后燃烧加热实现热解炭化过程的连续运行。实验结果表明：该生物质炭化设备设计合理,可满足不同原料炭化,可实现稻壳和玉米秸秆颗粒的长时间连续稳定炭化,炭化产能可达到490 kg/h,炭化温度控制在500℃左右,生物质炭的得率在37%以上,热解后固、液、气三相分离完全,气体得到循环利用。     

几种秸秆醋液组分中活性物质的分析

以农作物秸秆(棉秆、稻秆、麦秆和玉米秆)为主要原料制备秸秆醋液,研究了在种炭化温度450、600和750℃下,棉秆醋液、稻秆醋液、麦秆醋液、玉米秆醋液的得率.研究表明秸秆醋液的得率随着炭化温度的升高而增加,当炭化温度为750℃时,醋液得率分别为棉秆醋液51.70%、玉米秆醋液45.2%、稻秆醋液4.91%、麦秆醋液42.44%.采用气-质联用仪进行秸秆醋液成分的分析,表明秸秆醋液是一种组分复杂的混合物,4种秸秆醋液平均含有24.41%酚类、22.09%的酮类、20.79%的有机酸、4.52%的醛类、4.20%的醇类及2.44%的酯类等.秸秆醋液中所含的乙酸、丙酸、苯酚、甲酚、甲氧基酚、乙醇等成分均为有效的活性物质,具有抑菌、杀菌的作用.     

农作物秸秆炭制备速燃炭的研究

以农作物秸秆炭为主要原料制备速燃炭,研究了秸秆炭与引燃剂的比例及成型方式对速燃炭性能的影响,结果表明,农作物秸秆炭与引燃剂质量比为4:3,块状成型方式制备的速燃炭性能较好,其燃烧热为 21289.76 J/g,且 24 g 该速燃炭燃烧时火焰持续 13 min 55 s,火星持续 113 min,燃烧残渣 13.19%。并通过燃烧实验表明, 24 g 速燃炭能使 50 mL 蒸馏水持续沸腾 17 min,且水温在60~80℃ 之间保持 90 min 以上。     

不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异

基于低温氮气吸附的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆制备的生物炭进行了孔结构研究,用BET方程、BJH方程和t-plot方法分别计算得到生物炭的比表面积、孔径分布和微孔数据,利用FHH模型计算了孔隙分形维数。研究表明：不同温度不同材料都对生物炭的孔结构有较大影响,随着热解温度的升高水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭的BET比表面积和总孔容呈先增加后降低的趋势,而玉米秸秆生物炭的孔隙度随着热解温度升高持续增加;3种秸秆生物炭的孔径分布均以中孔为主,孔隙内部以Ⅱ型孔为主;水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆制备的生物炭都具有很好的分形特征,分形维数(D)分别为2.545 4~2.669 3、2.629 7~2.689 5、2.577 3~2.597 2,表明这3种生物炭孔隙结构比较复杂,非均质性强,其中水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭均在500 ℃条件下有较高的分形维数,分别是2.669 3和2.597 2,玉米秸秆生物炭则在700 ℃条件下有较高的分形维数,为2.689 5。     

热解条件对秸秆生物质炭性质的影响研究

为优化秸秆生物质炭的制备工艺,以小麦和玉米秸秆为原料制备生物质炭,研究不同热解温度和热解时间对秸秆生物质炭性质的影响.结果表明,同样热解温度(400℃、450℃和500℃)条件下,不同热解时间(0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 h)的秸秆生物质炭pH值均为碱性.随着热解温度升高,秸秆生物质炭产率和有机碳含量下降,...     

秸秆生物炭的研究进展

从秸秆生物炭的制备及其改性方法:秸秆生物炭对污染物控制的机理与效果和农业应用方面进行综述,对秸秆生物炭面临的问题以及未来的研究方向提出展望,以期为我国秸秆生物炭的研究提供参考。     

秸秆与粉煤灰联合去除废水中COD的研究

采用炭化秸秆与改性粉煤灰联合去除废水中COD。重点研究了秸秆炭化温度、粉煤灰改性条件以及二者配比对废水COD去除率的影响。结果表明,吸附温度40℃条件下,炭化的粉煤灰和氯化锌改性的粉煤灰在2∶1条件下混合,去除废水中COD性能较佳,COD去除率可以达到90%以上。     

废弃辣椒秸秆高比表面积活性炭的制备及表征

以废弃的辣椒秸秆为原料,KOH为活化剂,制备高比表面积活性炭,研究了碱炭比、活化温度、炭化温度及活化时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明,活性炭制备的最佳工艺条件为:碱炭比为3∶1,活化温度为700℃,炭化温度为450℃,活化时间为40 min。在此条件下,制得的活性炭碘吸附值2 356.40 mg/g,亚甲基蓝吸附值41.3 mL/0.1 g,BET比表面积为2 432.135 m2/g,Langmuir比表面积高达3 270.478 m2/g,吸附总孔容为2.064 cm3/g,平均孔径为3.246 nm。SEM和XRD观察发现,辣椒秆活性炭呈不定形态,具有丰富和发达的蜂窝状孔隙结构。     

炭化秸秆与改性粉煤灰联合吸附吡唑酮废水中铵盐

前期试验研究和采用X衍射仪(XRD)表征改性粉煤灰和炭化秸秆结构比较发现,6 mol.L-1的NaOH改性粉煤灰和无氧下650℃炭化的秸秆吸附性较好。通过它们联合吸附吡唑酮废水中的铵盐试验结果表明,最佳吸附工艺为炭化秸秆与改性粉煤灰的质量比为1.25:3.0,吸附温度为50℃,振荡频率120 r.min-1,饱和吸附时间4 h,吡唑酮废水中铵盐去除率为95.31%以上,表明炭化秸秆与改性粉煤灰是一种很好的吡唑酮废水的处理剂。     

玉米秸秆炭对于养猪废水中氨氮和磷的吸附性能的研究

玉米秸秆是目前农业上主要的废弃物之一,每年有大量的废弃秸秆没有得到利用。本研究以玉米秸秆为研究对象,探究了炭化后的玉米秸秆对于氨氮及磷的吸附情况。通过正交实验选择出16组具有代表性的组合条件进行玉米秸秆的炭化,采用恒温震荡吸附试验方法,在相同的条件用不同的炭化条件下的玉米秸秆对于模拟好的养猪废水进行吸附实验。实验表明,在炭化条件是1.5 h,500℃,5 cm的条件下对于氨氮以及磷的吸附效果最好;在相同的吸附条件下不同制备条件下的炭化玉米秸秆的吸附性能不同,在炭化温度为500℃时对于氨氮以及磷的吸附达到了最佳值;秸秆炭的投加比例在1∶100的时候对于废水中的氨氮以及磷的吸附率最高。     

生物质与煤共炭化工艺研究

生物质含有较高的挥发分,炭化产物中草木灰呈碱性,且碱金属钾元素含量较高.研究了秸秆及牛粪等不同生物质对炭化所得活性炭性能的影响.结果表明:秸秆及牛粪对炭化过程具有重要的影响;通过烧失率计算及碘吸附值测定发现,秸杆对炭化产物性能的影响明显优于牛粪,炭化产物经脱灰处理后吸附性能显著提高.     

湖北丰奥万吨级秸秆生物质综合循环利用项目开工

正由中国化学工程第四建设有限公司承建的湖北丰奥生物质新材料有限公司万吨级秸秆生物质综合循环利用项目近日在湖北省钟祥市胡集经济开发区开工。该项目通过回收农作物秸秆为原料,炭化生产生物炭基肥料等系列产品,可最大限度实现农作物秸秆中的氮磷钾、微量元素以及生物质有机循环,使农作物秸秆能够实现资源化、高值化、规模化的高效循环利用。项目主要工程内容为生物质炭车间、炭肥车     

玉米秸秆生物炭对环境水中马拉硫磷的吸附

采用玉米秸秆生物质炭为吸附剂对环境水中马拉硫磷进行吸附研究。考察了吸附剂用量、吸附时间、pH等因素对环境水中马拉硫磷农药去除率的影响。确定了最佳吸附条件:在20 mL水样中,0.4 g玉米秸秆生物炭为吸附剂,pH为5,30 min吸附达平衡。结果表明玉米秸秆生物炭对环境水中马拉硫磷农药具有较好的去除效果,去除率达88%。     

最优炭化工艺下辣椒秸秆基活性炭的制备及表征

以辣椒秸秆制备活性炭,采用正交实验法,选取炭化温度、炭化时间、升温速率为影响因子,以比表面积、炭得率为评价指标确定最优炭化工艺,对最优条件下所制活性炭的孔结构及表面化学性质进行了表征.结果表明,最优炭化工艺为炭化温度400℃,炭化时间50 min,升温速率5℃/min;该条件下所制活性炭的炭得率为39.90%,BET比表面积为966.003 m~2/g,吸附总孔容为0.544 cm~3/g,平均孔径为2.252 nm;且表面存在丰富的孔隙结构及酚、醇羟基、羧基、醚基等官能团.     

炭化条件对小麦秸秆炭棒燃烧性能的影响

针对小麦秸秆成型燃料中挥发分含量较高导致燃烧过程中产烟量较大、热值不高的缺点,将秸秆成型燃料进一步炭化制得秸秆炭棒以改善成型燃料的燃烧性能。考察了炭化条件,包括炭化温度、升温速率和炭化时间对所制得的炭棒燃烧性能的影响。实验结果表明制得的炭棒较成型燃料的热值得到了明显的提高,以5 ℃/min的速率升温至300 ℃并保持1 h条件下制得的炭棒热值可以由炭化之前的14.48 MJ/kg升高至19.08 MJ/kg。该炭棒的密度由1.31 g/cm³降至0.99 g/cm³,炭棒中固定碳质量分数达到32.60%,较成型燃料显著升高;此外挥发分由约60%降至约40%,产烟时间和产烟量显著降低,得率为52.5%,可更好地满足工业及生活的使用需求。