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我科研人員研發農業廢棄物共熱解轉化技術

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  近日,中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所種植廢棄物清潔轉化與高值利用團隊在秸稈、地膜等農業廢棄物和低品質煤的共熱解研究方面取得新進展。該研究基于工業規模生物質連續熱解設備,闡明了共熱解過程中相互促進-抑制作用機制,提出了農業廢棄物清潔轉化利用技術路徑。相關研究成果發表在《清潔生產(Journal of Cleaner Production)》上。

  

  農林廢棄物共熱解技術路徑及綜合分析

  據姚宗路研究員介紹,我國農村能源需求量大,每年約有1.13億噸的低品質煤用于供暖,熱效率僅30%-40%,造成極大的能源浪費。另一方面,我國每年約有1億噸秸稈、100萬噸廢舊地膜及大量的果樹剪枝等農業廢棄物未被有效利用,易造成環境污染。生物質熱解炭氣聯產技術是利用秸稈等生物質原料在絕氧或低氧環境中加熱升溫引起內部分解形成生物炭、生物油和熱解氣的過程,對于農村人居環境改善、清潔能源供給具有重要意義。

  該研究團隊將農業廢棄物與低品質煤共熱解,從共熱解各相產物分布、生物炭性能表征,以及共熱解過程中能量平衡、經濟效益、環境效益和社會效益等各個方面開展了綜合分析。結果表明,農膜的加入降低了共熱解反應活化能,提供了碳、氫元素,有效提升了熱解油的產率和品質,低品質煤的加入促進了中間產物與水蒸氣的重整反應,提升生物炭的產率和熱解氣品質。該工程采用共熱解方式生產的生物炭和熱解氣每年可替代1100噸標準煤,減排1720噸二氧化碳以及5-6噸的二氧化硫,具有較好的社會環境效益。研究結果為農業廢棄物清潔轉化、農村地區清潔供暖提供了有效地技術路徑。

  該研究得到中國農業科學院科技創新工程、國家現代農業產業技術體系專項資金資助等項目資助。

  論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.125819 (通訊員 王佳)

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