生物质热解炭化及其资源利用进展

生物质能源是一种可再生的清洁能源。介绍了生物质热解炭化的技术方法,以及生物质炭资源化利用的进展,以期为生物质的资源化利用提供参考借鉴。     

木质纤维素类生物质水热炭化机理及水热炭应用进展

通过水热炭化方法 （HTC）制备纤维类生物质炭材料，是当前废弃生物质高值化处理的一种方式。生物质具有种类繁多、结构复杂的特点，在不同的水热条件下涉及水解、降解、聚合等复杂反应。制备的水热炭性质如形貌、孔结构、表面官能团分布等受原料物理化学结构和水热反应条件影响较大，而水热炭的性质直接影响水热炭的应用。木质素炭化需要较高的水热强度，生成的水热炭石墨化程度和稳定性更高，可应用于导电、耐高温材料等领域；纤维素、半纤维素相对于木质素炭化温度低，更易形成多孔结构，获得更高的比表面积。另外二者因富含羟基，制备的水热炭表面具有丰富的含氧官能团，有利于通过静电吸附、离子交换等过程实现污染物吸附，进一步应用于环境治理等领域。水热温度主要影响炭化程度和水热炭得率，而水热时间则对水热炭形貌具有更明显的作用。通过改性可以定向调控水热炭性能，扩大其应用领域范围。为明晰不同条件下水热炭的结构变化，本文综述了纤维类生物质的种类、原料组成及水热条件对水热炭结构的影响，深入分析了水热炭生成机理，探讨了生物炭改性方法，归纳了生物炭在不同领域的应用并展望了未来的发展方向和前景，为生物质基水热炭研究提供参考。     

生物质炭化技术研究进展

针对生物质炭化技术相对滞后的现状,从生物质特性研究入手,在分析炭化机理的基础上,重点评述了生物质炭化影响因素和工艺装置的研究进展。指出原料、预处理方式和工艺参数是影响生物炭产量的3个主要因素,并对比了窑炭化、固定床炭化、螺旋炭化、微波炭化和流化床炭化的优缺点,为后续生物质炭化技术发展指明方向。     

生物质热解炭化反应设备研究进展

生物质热解炭化技术作为生物质能源开发利用的一种重要途径,已经得到国内外广泛关注。文章介绍了生物质热解炭化反应设备的两大类型,即窑式炭化炉和固定床式热解炉。详细论述了各种典型设备的结构特点和适用范围,认为与窑式炭化炉相比,固定床式热解炭化炉炭化周期短、对生物质原料适应性和可操作性更强、产炭品质更有保障。最后指出了高效、稳定、机械化是生物质热解炭化设备未来的研究和发展方向。     

生物质炭的制备及其在能源与环境领域中的应用

本文综述了热分解法、微波炭化法以及水热炭化法制备生物质炭材料的研究现状及其存在的问题;并概括了生物质炭在碳燃料电池、生物质炭燃料、污水处理和土壤处理等能源与环境领域应用的研究进展,最后展望了生物质炭的发展前景。     

生物质炭的制备及其在能源与环境领域中的应用

本文综述了热分解法、微波炭化法以及水热炭化法制备生物质炭材料的研究现状及其存在的问题;并概括了生物质炭在碳燃料电池、生物质炭燃料、污水处理和土壤处理等能源与环境领域应用的研究进展,最后展望了生物质炭的发展前景。     

生物质固化制造成型炭技术研究

介绍利用农林废弃物等生物质原料制造环保型能源成型炭的设备及工艺研究。试验表明 :研究开发的BX型炭化炉适合各种生物质原料的成型材炭化操作 ,同传统的土窑相比 ,生产周期显著缩短 ,产品得率提高 ,成品性能与日本同类成型炭质量标准相当     

生物质固化制造成型岩技术研究

介绍利用农林废弃物等生物质原料制造环保型能源成型炭的设备及工艺研究。试验表明：研究开发的BX型炭化炉适合各种生物质原料的成型材炭化操作，同传统的土窑相比，生产周期显著缩短，产品得率提高，成品性能与日本同类成型炭质量标准相当。     

木质纤维素生物质磁性炭的水处理应用进展

生物质炭材料因独特的孔道结构与优良的吸附性能引起广泛关注,如何有效提升其吸附效率并与水相快速分离仍是极具挑战的问题。该文从磁性纳米颗粒的合成方法出发,综述了木质纤维素生物质磁性炭复合材料的制备方法,对比分析了致孔方法、浸渍比率、炭化温度、炭化时间、炭化方式等因素对其孔道结构的影响,进而介绍了其在水处理领域的应用研究、吸附机制及重复利用情况,最后针对木质纤维素生物质磁性炭材料现阶段所面临的挑战,提出今后的研究重点与方向。     

生物质炭的制备和应用研究

综述了利用农业废弃物制备生物质炭的研究进展,对不同制备原料的性质、特征,不同制备条件,如炭化、活化温度、活化类型,以及应用等进行了介绍,讨论了不同的农业废弃物制备生物质炭的最佳条件及不同用途,并展望了未来生物质炭制备和应用研究的前景。利用可再生的、廉价的农业废弃物制备生物质炭,不仅具有经济效益,还达到了保护环境、节约资源的目的。     

水热技术在生物质转换中的研究进展

简述了生物质能的特点和利用现状,总结了近年来水热技术在生物质转换利用中的研究新动态,重点阐述了水热气化、水热液化、水热炭化3种技术在生物质转换中的应用优势及发展前景,并分析了现阶段水热技术主要存在的问题,指出了水热技术的研究开发方向。     

生物质水热炭制备过程的环境影响评价

以生物质水热炭为研究对象,运用生命周期评价（LCA）方法,对生物质水热炭制备过程的环境影响进行分析与评价,通过建立输入、输出清单,从温室效应、环境酸化、资源消耗等方面,基于GaBi6.0软件建立模型并计算,分析生物质水热炭制备过程对环境产生的影响。结果表明：生物质水热炭制备过程对6类主要环境影响由大到小的顺序依次为温室效应、环境酸化、光化学臭氧生成潜力、富营养化、资源消耗和臭氧层破坏;我国为碳密集型发电地区,电能的消耗是该制备过程对环境影响最主要的原因,火力发电排放CO₂、SO₂、NO_x等气体为主要环境影响因素。水热炭化是水热炭制备过程中对环境影响的主要环节。针对此结果,提出降低水热炭化温度、缩短水热炭化时间、提高水热炭产率,从而减少能源的消耗,降低环境影响。     

木质纤维素生物质磁性炭的水处理应用进展

生物质炭材料因独特的孔道结构与优良的吸附性能引起广泛关注,如何有效提升其吸附效率并与水相快速分离仍是极具挑战的问题.综述了木质纤维素生物质磁性炭复合材料的制备方法,对比分析了致孔方法、浸渍比率、炭化温度、炭化时间、炭化方式等因素对其孔道结构的影响,进而介绍了其在水处理领域的应用研究、吸附机制及重复利用情况,最后针对木质...     

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。     

超级电容器用生物质衍生多孔炭材料研究进展

能源消费增加促使绿色能源开发成为趋势,同时推动能源存储系统快速发展,超级电容器以高功率密度和长循环寿命的优势得到广泛关注,其中电容炭材料逐渐成为研究热点。用来源广泛、有可再生性、价格低廉、绿色环保的生物质制备超级电容器用多孔炭材料,在开发绿色能源的同时解决了能源存储问题。多孔炭材料结构调控与性能完善是提高超级电容器性能的重要途径之一。综述了生物质衍生多孔炭材料及其在超级电容器领域的应用,按原料来源(植物、动物和微生物)及材料维度(0D、1D、2D和3D)的分类体系,多孔炭材料制备方法及技术现状。将多孔炭的制备分为炭化和活化,简述了炭化与活化机理、活化方式选择和常见活化剂特性,但生物质衍生多孔炭材料制备过程中影响因素多,且性能不及传统煤基碳材料,需进行多方面设计优化,包括选择生物质前驱体、合理使用炭化技术、调控活化过程各影响因素和选择改性过程中掺杂物等。基于在超级电容器领域的应用需求,重点探讨生物质多孔炭材料优化方式,包括孔结构调控、表面元素掺杂及与石墨烯复合形成新型炭材料等。梳理多孔炭材料用于超级电容器中时的难题与重点,通过寻找多孔炭材料在高比表面积、均匀孔隙分布和高导电性3方面的最优...     

生物质炭化热解气催化重整制取费-托合成气研究进展

生物质热解气是一种高热值的可燃气体,具有重要的开发利用价值,但由于其复杂的组分,多焦油和CO₂、CH₄等成分对热解气化过程以及相关的设备都有较大的危害,而冷凝下来形成的黏稠液体易造成管道堵塞,直接燃用产生的炭黑会造成环境污染,成为制约热解气进一步开发利用的主要因素。本文分析了热解气催化重整制取费-托合成气的可行性,分别介绍了连续和分段式热解-催化重整设备,镍基、钙基、铁基、碱金属类、生物炭等催化剂,以及热解气分离提纯技术等方面的研究现状,分析了目前热解气制取费-托合成气研究中存在的催化重整设备规格不统一、缺乏相关的行业标准、不同催化剂与催化剂助剂的催化重整效果、机理尚不明确等问题,并提出了采用分段式热解-催化重整设备,并以炭化产品生物炭作为催化重整催化剂的未来研究方向,开辟了生物质炭化热解气开发利用的新途径。     

生物质炭的特性和应用研究进展

生物质炭是生物质原料在完全绝氧或部分缺氧条件下通过高温热裂解方式形成的一种富碳、高度芳香化和高稳定性的固体产物。作为新型的多功能材料,生物质炭因具有原料易得、孔隙发达、比表面积大、生态环境安全等优点而备受关注。本文介绍了生物质炭的基本性质,阐述了生物质炭在农业、环境、功能材料以及能源领域中的应用研究状况,分析了目前存在的一些问题,并展望了生物质炭的应用前景。     

生物质的微波热解技术研究进展

生物能源化转化技术是当今能源领域的热点之一,生物质微波热裂解技术被广泛认为是该领域中具有超强的发展前景技术。从生物质微波热解制油、生物质微波热解制取生物炭、生物质微波热解制取合成气以及生物质微波热解多联产技术等几个方向总结了国内外生物质微波热解技术的研究现状和趋势,最后提出了生物质微波热解技术的几点建议。     

生物质炭在废水处理中的应用进展

生物质炭具有原料来源广泛、制备工艺简单、表面和结构性能优良等优点。本文综述了生物质炭在废水处理中的最新进展,介绍了基于不同侧重点的生物质炭改性方法,总结了生物质炭去除重金属、无机污染物等废水的机制,并提出了对生物质炭未来发展的思考,为生物质炭的研究和应用提供参考。     

生物质炭还田对农田土壤生产力和温室气体排放的影响

秸秆高温(厌氧或缺氧)条件下炭化形成生物质炭,其本身具有丰富的孔隙结构、巨大的比表面积、植物所需的营养元素、较高的结构稳定性和较强的阳离子交换能力,还田能促进农田土壤生产力提升.本文综述了生物质炭还田对农田土壤肥力、农作物产量和农田温室气体排放的影响,并展望了生物质炭农业利用前景,以期促进低碳农业发展.