刘春力[1]2013年在《固废混合物稻壳—粉煤灰处理沼液工艺研究》文中进行了进一步梳理规模沼气厌氧发酵技术可有效减轻规模养殖污染问题,成为解决农村能源与环境问题的一个重要途径。但由于一些大、中型规模化养殖场建有沼气工程,沼液产量大,氮磷浓度高,如未经处理直接排放,也会产生严重的环境污染。如果使用诸如活性炭的吸附材料处理沼液,价格昂贵不能普及,所以寻求廉价量大、操作方便、工艺简单、无二次污染、使用范围广的吸附剂而备受人们关注。首次以稻壳-粉煤灰为混合吸附剂对沼液中氮磷的吸附性能进行研究,考察了混合吸附剂在不同质量比、吸附剂量、吸附时间、初始氨氮浓度及pH条件下对氮磷的吸附效果。结果表明：在沼液中PO43--P、NH4+-N初始浓度分别为36.4mg/L、220.5mg/L,稻壳粉-粉煤灰质量比3：7,混合吸附剂50g/L沼液,吸附时间180min,pH值为8.3时,混合吸附剂对沼液中P043--P去除率高达92.4%,NH4+-N去除率高达20.8%,COD的去除率达7.5%,PO43--P、NH4+-N和COD的单位吸附量分别为0.6590mg/g、0.9460mg/g和1.356mg/g。混合吸附剂对P043--P的吸附行为符合Langmuir和Freundlich方程,动力学可用伪二阶方程描述,对吸附NH4+-N的行为符合Langmuir方程,动力学能用伪一阶、伪二阶方程描述。首次以高浓度含磷废水和菱镁石(含72.5%MgO)为沉淀剂,开展了先经鸟粪石沉淀法沉淀然后过稻壳粉煤灰混合柱(质量比3：7稻壳：粉煤灰混合填充)处理沼液研究,考察了氮磷摩尔比和pH对沼液中氨氮、总磷和COD去除效果的影响；及过柱时流速、pH和初始氮磷浓度对氨氮、总磷去除效果的影响。结果表明：在Mg2+:PO43-:NH4+=1.05:1.1:1.0(摩尔比),pH值为9.5时,氨氮浓度由220.5mg/L降低至58.40mg/L,TP出水浓度低于55mg/L,COD浓度由925mg/L降至683.0mg/L。氨氮初始浓度分别为892.0mg/L、553.0mg/L和220.5mg/L时,去除率分别为71%、81.4%、82.6%。处理后沼液过柱,初始2h内,滤出液的氨氮浓度小于25mg/L,COD浓度低于100mg/L,达到综合污水二级排放标准。
麻越佳[2]2011年在《稻壳制备燃料乙醇及综合利用》文中认为20世纪以来,现代工业和交通运输等行业的迅速发展,导致了全球性能源、粮食和环境危机的日趋严重,这使得人类在迈入21世纪后面临着前所未有的挑战。世界许多国家为了应对化石资源的日益枯竭和环境的逐渐恶化,将目光逐渐转移到了大规模开发利用作为清洁能源的可再生资源。第一代燃料乙醇主要以玉米、小麦等粮食作物作为生产原料,日趋严峻的世界粮食安全形势让其渐失优势。而以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表的第二代生物燃料,遵循“不与粮争地、不与人争食”的路线,成为未来生物质能源产业发展的方向。纤维素乙醇被认为是最好的替代液体燃料,它的生态效益,使得它成为工业生物技术研究的重点中心,取得的研究和工业性试验结果给人类发展纤维素乙醇带来了希望。但是,纤维素的水解效率问题、水解废渣污染环境问题、水解糖液中有害物质影响酵母菌活性的问题、生产过程的能耗问题……,这一系列问题,导致纤维素乙醇生产成本过高,无法实现工业化生产,致使纤维素乙醇的研究与产业化开发的努力处于低潮状态。针对生物质乙醇目前存在的诸多问题,本论文企图找到生产生物质乙醇的新途径。采用稀酸水解半纤维素制备木糖和废渣(Ⅰ),解决了木糖影响酵母菌活性问题；采用常压低温液相浓酸水解废渣(Ⅰ)中纤维素制备糖酸溶液和废渣(Ⅱ),解决了纤维素的水解效率问题；碱溶稻壳灰中二氧化硅制备硅酸钠溶液和废渣(Ⅲ),硅酸钠溶液用于中和糖酸溶液,使水解糖液处理后可以直接用于发酵制备乙醇,同时制备出纳米二氧化硅,解决中和酸所带来的成本问题；废渣(Ⅱ)和(Ⅲ)热解制备出纳米二氧化硅,使最后的废渣得到充分利用,从而获得了一套完整的绿色环保低碳的稻壳制备燃料乙醇及综合利用的新工艺。主要内容如下：1.首先以生物质稻壳为原料,通过预处理及浓硫酸水解纤维素方法的系统研究得到葡萄糖溶液。预处理的最佳条件是：稀硫酸的浓度为6%(m/m),稀硫酸溶液与稻壳的液固比(v/m)为10∶1,在沸腾状态连续水解5小时,半纤维素得率达到18.6%(m半纤维素/m稻壳)。纤维素的最佳水解条件为：硫酸浓度为72%(m/m),温度为50℃,硫酸溶液的体积(毫升)与稻壳的质量(克)的比例为10∶1,时间为5分钟,葡萄糖产率可以达到45.6%(m纤维素/m稀酸水解后稻壳)。2.为了获得发酵用糖溶液,论文采用离子排斥色谱法和中和法对糖酸分离效果进行了研究。离子排斥色谱法适宜的操作条件如下：离子交换柱中填充的树脂选用强酸性阳离子树脂,颗粒直径为0.1-0.2 mm,树脂柱高度为1 m；进料和洗脱时流速为10 mL/min,使葡萄糖和硫酸得到一定程度的分离,反应温度为80℃时,葡萄糖回收率为96%,硫酸回收率为65%。中和法中用到的碱性溶液为硅酸钠溶液,制作方法如下：氢氧化钠溶液浓度为10%(m/m),氢氧化钠溶液与稻壳灰的液固比(v/m)为5∶1,加热至沸腾后持续2小时,二氧化硅水解率为64%。将糖酸溶液以1 mL/min的流速滴加入碱性溶液中,试验中碱性溶液与糖酸溶液的用量为2∶1(v/v),葡萄糖回收率为95%。两种方法得到的葡萄糖溶液的浓度经紫外分光(紫外可见)光度计测量可达0.1 g/mL3.对糖酸分离过程中得到的二氧化硅、木质素和硫酸钠晶体分别进行了研究。对纳米级二氧化硅主要考察了其粒径、形貌及分散性。在最佳水解条件下,残渣热解制备出的二氧化硅粉体粒径约为100 nm,球形,单分散；而中和后形成的二氧化硅粉体粒径约为30 nm,球形,分散性更好。硫酸水解纤维素过程中析出少量酸溶性木质素,通过酚化反应改性后,酚羟基的数量得到增加,使木质素有更多的活性点与苯酚反应。当木质素和苯酚质量比为1∶6、硫酸与水体积比为9∶6、反应温度80℃、反应时间达到4 h时,木质素酚的产量可达104%(m木质素酚/m苯酚)。用其制得的酚醛树脂在耐红外、耐紫外、疏水防潮、耐热等性能方面表现良好。硫酸钠作为中和试验中的副产物,主要考察了其晶体形态与形成过程的关系。4.将纤维素水解得到的葡萄糖溶液进行发酵制得乙醇溶液。试验中选择了市售安琪酵母作为发酵菌,考察了葡萄糖溶液浓度、酵母浓度、反应时间和温度对乙醇产率的影响,最佳反应条件为葡萄糖的浓度为10%(m/v),m葡萄糖∶m酵母=10∶1,选择体系pH=6.8,反应温度为34℃,反应时间为60 h,此时可以得到乙醇产率最高为67.0%(m乙醇∶m葡萄糖)。5.论文对稻壳综合利用的方案进行了归纳总结,并推广此方案应用于米糠综合利用,并与稻壳试验进行了系统对比,证明了此方法可在相似生物质中进行推广应用。
刘妍[3]2013年在《稻壳灰资源化综合利用》文中认为作为人类生存和发展的重要物质基础，煤炭、石油、天然气等化石能源支撑了19世纪到20世纪近200年来人类文明的进步和经济社会的发展。然而，化石能源的不可再生性和人类对其的巨大消耗，使得化石能源正在逐渐走向枯竭。同时，化石能源的利用，也是造成环境变化与污染的关键因素。大量的化石能源消费，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。随着化石能源储量的逐步降低和全球环境污染问题的加剧，全球能源危机也日益迫近。以化石能源为主的能源结构，具有明显的不可持续性。因此各国都在寻找新能源或可以替代化石能源的可再生资源。在这种环境污染日益严重，化石能源日益短缺的情况下，生物质作为一种可再生资源逐渐引起了大家的关注。生物质具有种类多，产量大等特点。而稻壳作为生物质中的一种，因其产量多的特点在我国生物质能源开发利用方面占有十分重要的地位。其中大部分的稻壳用作发电产能，产生的副产物稻壳灰如不加以利用会造成极大的环境污染和资源浪费。如何利用稻壳灰则成了目前国内稻壳生物质能利用问题上亟待解决的问题。本论文采用了叁种方法，对稻壳灰中的碳源和硅源进行了充分的利用，并对得到的产品进行应用研究，从而实现稻壳灰资源化的综合利用。第一部分，以稻壳灰为原料，固体碳酸钠为活化剂，同步溶硅活化制备活性炭和二氧化硅。得到实验结果：活化温度为900oC活化时间为45min浸渍比为1:1.75溶解用水量为350ml溶解时间为2h。二氧化硅产率为93.79wt.%、活性炭比表面积为570-900m2/g、碘吸附值可达到了1708-2000mg/g、电容能力在185F/g左右。本部分创新性在于：1．碳酸钠高温分解后与稻壳灰反应生成硅酸钠固体，经水溶后得到水玻璃溶液和固体活性炭，实现了溶硅、活化的一步完成。降低了成本，使稻壳灰得到了充分的利用。2．溶硅阶段碳酸钠分解产生的二氧化碳气体，经过净化处理，可以用于制备二氧化硅的沉淀剂，既避免了传统方法中用酸中和沉淀造成的污染，降低了成本，又充分利用回收了二氧化碳，减少了温室气体的排放，实现了二氧化碳的循环利用。3．碳酸钠作为原料与稻壳灰反应得到硅酸钠固体，经水溶得到水玻璃溶液，再经碳化析出二氧化硅固体，过滤得到碳酸钠溶液，滤液结晶得到碳酸钠固体。在此过程中碳酸钠不消耗，可循环利用，降低成本，减少废水排放。第二部分，通过对比几种从农业废弃物中制备的活性炭对苯酚的吸附能力，考察第一部分制备的活性炭对苯酚的吸附能力，为实际应用提供参考。结果如下：1.得到了几种不同方法制备的活性炭对苯酚吸附能力的大小比较。2.通过对吸附模型的讨论，发现几种活性炭均符合Langmuir单分子层吸附。3.所有吸附样品对苯酚的吸附为自发的吸热反应。4.通过对动力学过程的考察，发现吸附反应以准二级吸附反应为主，同时伴随着扩散反应的发生。5.通过吸附能力、制备过程、成本等方面综合考虑发现第一部分制备的活性炭更适合于实际应用。第叁部分，以稻壳灰为原料，固体碳酸钾为活化剂，同步溶硅活化制备活性炭和二氧化硅。得到最佳实验条件：活化温度为1000oC、活化时间为30min、浸渍比为1:5、溶解用水量为120ml。二氧化硅产率为96.75wt.%、活性炭比表面积为1700m2/g、亚甲基蓝吸附值为210mg/g、电容能力在190F/g左右。本部分的创新性在于：1.应用同步法，将碳硅同时分离制得活性炭和二氧化硅，大大简化了实验。2.实验过程中的废液得到了回收利用，并且经实验证实回收的废液经过处理可以作为活化剂回用到活化反应中，避免了污染，降低了成本。3.对比第一部分，本部分中的活化剂经过精心挑选，得到的产品活性炭具有更好的应用性能。4.结合整个工艺流程图提出了一个设想，将稻壳热解得到的生物油作为溶硅阶段的能量来源。经测量实验室条件下收集的稻壳热解生物油燃烧热值可达到25.67KJ/g，实验室条件下收集的生物油含有大量的水分，但是在工业上，经过分离冷凝脱水等工序的处理得到的生物油要比在实验室条件下得到的生物油更纯，其燃烧热的值也会更高。因此将稻壳热解得到的生物油用于活化阶段去提供能量是现实可行的。第四部分，以第叁部分得到的活性炭为吸附剂，对六价铬离子进行吸附研究，用以评价该方法制得的活性炭对金属离子的吸附能力，从而为实际应用提供参考。得到的结果：1.最佳吸附条件：体系pH值为1～2、吸附剂用量为0.02g、吸附温度为311K，吸附反应发生迅速，吸附时间对其影响很小。2.吸附反应符合Freundlich多分子层吸附。3.通过对动力学过程的考察发现吸附反应由准二级吸附过程决定，同时伴随着扩散反应的发生。4.通过与市售高档活性炭对六价铬离子吸附能力的对比发现，本部分所使用的吸附剂具有与之相同的吸附能力，但是具备很多市售高档活性炭不具备的优势，如，成本低、来源环保、制备过程不产生污染等。第五部分，以稻壳为原料，在改善提高稻壳水玻璃模数的基础上，同步活化提硅残渣制备功能性碳材料。同时研究了不同模数水玻璃对二氧化硅形貌的影响。得到的结果：1.综合水玻璃模数和活性炭孔容两方面考虑得到最佳实验条件：反应温度为150oC、氢氧化钠溶液浓度为0.5mol/l、固液比为1:9、反应时间2h。2.通过对应用性能的研究发现该种方法制备的活性炭更适合用于阳性污染物的移除。3.通过对比不同模数水玻璃对二氧化硅形貌的影响发现，模数高的水玻璃制得的二氧化硅具有更好的形貌和分散性。4.通过对比以高模数水玻璃为原料，不同酸浓度对二氧化硅形貌的影响发现，酸的浓度越高制得的二氧化硅形貌和分散性更好。本部分的创新性在于：采用本方法生产的水玻璃模数可控、活性炭应用性能好、工艺简单、耗能低、容易实现工业化生产、应用前景广阔。通过对以上两种不同方法的研究，能够将稻壳灰中碳源和硅源有效分离。第一种方法的建立改变了目前工业上以稻壳灰为原料，单独制备活性炭和二氧化硅的现状，使得稻壳灰资源得到了充分的利用。并且制备过程没有废气废液的排放，活化剂得到了回收利用，基本实现了无污染的绿色化学工艺。第二种方法的建立使得以稻壳为原料制备高模数的水玻璃成为可能。两种方法的建立将稻壳灰变废为宝，避免了资源的浪费，减轻了环境污染，且操作简单便于工业生产。叁种方法的建立也为其它生物质热解（或燃烧）产物的资源化综合利用提供了广阔的研究前景
田娟娟, 王哲, 王丹[4]2010年在《稻壳综合利用研究进展与经济效益对比分析》文中研究表明稻壳是稻谷加工过程中产量最大的副产品,随稻谷加工业向规模化、集约化方面发展后,随之带来的最突出的问题是稻壳的综合利用问题,本文就稻壳在能源领域的最新研究进展和生物质发电稻壳燃烧残余物稻壳灰的研究进展作出比较详尽的阐述,并对经济效益作了对比分析,以期对稻米加工业稻壳的深加工利用提供科学依据和有价值的参考。
马晓宇[5]2012年在《生物质基二氧化硅的提取及在聚酯中的应用》文中指出随着世界经济的快速发展，对化石资源的依赖和消耗量不断增加，已经导致人类面临能源枯竭和环境污染等问题。因此，如何更有效利用化石资源、降低消耗速度成为决定人类生存和发展的重要课题。生物质是一种可以储存太阳能的可再生资源，它可以作为化石资源的补充和替代品，提取可再生的生物质材料代替化石资源原料，增加在高聚物中，可降低终端产品中高聚物的比例，从而间接地降低了石油、煤炭的消耗速度，为人类开发新能源、新资源争取时间创造条件。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为石油化工的衍生品，是一种用途广泛、产量很大的重要聚合物材料，具有良好的机械物理性能、耐磨性、耐热性、耐化学药品性、绝缘性等特点，价格低廉，已广泛应用于涤纶纤维、薄膜及饮料包装和纺织服装生产等领域，因此需求量巨大。本论文首先以对苯二甲酸和乙二醇为原料，利用自行设计的连续式反应装置，采用直接酯化法制备PET，通过实验确定了反应条件与工艺流程，并针对PET的聚合特点对现有工艺条件进行了优化，制备出了大粘度、高分子量、高结晶度的PET聚合物。通过红外光谱分析，特性粘度和端羧基含量的测试表明，PET的特性粘度可以达到0.75dL g~(-1)，分子量为21100g mol~(-1)，端羧基含量为39.5mol t~(-1)，各项指标均达到国家标准。通过对TGA，DSC和外观颜色的分析对PET结晶动力学和发色机理进行了讨论，为后续的改性工作提供了理论基础和实验条件。本论文以稻壳灰为原料，利用化肥生产中的副产品、浓度为4mol/L氟化铵为溶硅剂，在温度393K反应2小时，制备出氟硅酸溶液，再将反应生成的副产物氨水加入到氟硅酸溶液中生成二氧化硅沉淀和氟化铵溶液，反应过程所使用的化学试剂均可循环利用，降低了成本，减少对环境的污染。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、元素分析仪等对产品进行测定分析表明，在此条件下得到的最终产品是无定形的球状SiO_2，直径50~60nm，产品产率可以达到94.6%，具有纯度高，粒径小，分布均匀等优良特性。本工艺摆脱了在传统工艺中存在高温溶硅能耗大、排放二氧化碳污染环境、高品位硅砂资源缺乏的弊端，极大地降低了生产成本和投资成本，为二氧化硅的生产提供了可再生、高品位的原料，有利于大规模的生产。在本工艺的基础上，以稻壳为原料，完善了酸催化水解制备糖酸液、原位缩聚炭化制备胶体碳、再利用氟化铵制备SiO_2和木质素，所得到的纳米SiO_2和木质素产品纯度高，粒径小，尺寸分布均匀，最佳工艺条件的原料利用率达到了90%以上。整个实验流程优化、简化了稻壳综合利用的实验方法，实现了稻壳综合利用。通过原位聚合法制备了PET/SiO_2纳米复合材料和PET/木质素复合材料。SEM结果显示，SiO_2纳米粒子和木质素在复合材料中表现出了良好的分散性。木质素的加入使PET产生交联结构，形成弹性体，在出料时制备出多孔材料，起到交联剂和填充剂的作用。DSC，TGA结果表明，SiO_2纳米粒子的添加对PET的热稳定性和结晶速率均有明显的提高作用。这种原位聚合的方法可以进一步推广到木质素等有机材料，也可以通过改变高分子体系来扩展无机纳米粒子的应用领域。这极大的扩展了稻壳综合利用的研究工作。最后，在温和的水环境中，以稻壳灰为硅源，采用十六醇进行原位修饰改性提取出来SiO_2，并通过不同的热处理方式对其表面性质进行调控，制备出具有不同疏水性能的SiO_2粒子。并通过原位聚合法制备了十六醇修饰PET/SiO_2纳米复合材料。根据实验结果，我们提出了一个简单的模型，直观的表现十六醇对SiO_2的修饰，以及在PET基体中的分散机理。十六醇的加入通过形成有机硅结构降低纳米SiO_2的表面能和表面张力，减小了粒子之间的相互作用，导致其在复合材料中更好的相容性。SEM结果也显示，在PET和十六醇修饰过SiO_2纳米粒子之间无明显的相分离现象产生。PET,十六醇和SiO_2之间的相互作用是不产生相分离的主要原因。DSC，TGA结果表明，十六醇修饰过SiO_2纳米粒子的添加对PET的热稳定性和结晶速率均有明显的提高作用。这种原位修饰、原位聚合的方法可以进一步推广到其他无机纳米粒子的表面修饰，修饰剂也可以通过改变醇碳链的长短来改变无机物的表面浸润性，通过改变高分子体系来扩展无机纳米粒子的应用领域。整个实验流程优化、简化了制备纳米SiO_2、表面修饰改性、制备复合材料的方法。将修饰后的SiO_2粉末跟高分子材料复合，二氧化硅粉体较改性前，在高分子中实现了良好的分散，这极大的扩展了稻壳综合利用研究工作的应用技术研究。
毕于运[6]2010年在《秸秆资源评价与利用研究》文中认为中国是世界秸秆大国。秸秆资源的开发利用,既涉及到农业生产系统中的物质高效转化和能量高效循环,成为循环农业和低碳经济的重要实现途径,又涉及到整个农业生态系统中的土壤肥力、环境安全以及可再生资源高效利用等可持续发展问题,还涉及到农民生活系统中的家居温暖和环境清洁,逐步成为农业和农村社会经济可持续发展的必然要求。秸秆资源数量估算主要有叁种方法:一是草谷比法;二是副产品比重法;叁是收获指数法。本文以大量的农作物种植试验研究文献为主要依据,利用其提供的农作物各部分生物量、收获指数(经济系数)、谷草比等基础数据,结合现实的草谷比实测结果,对我国各类农作物的草谷比进行了仔细的考证,从而建立了更为系统、更为精确的草谷比体系。继而以新建草谷比体系为依据,结合历年农作物生产统计数据,对1952年以来我国历年各类农作物秸秆产量和2008年分省(市、自治区)各类农作物秸秆产量进行了全面系统的估算,并汇总出了1952-2008年全国农作物秸秆总产量和2008年全国各省(市、自治区)秸秆总产量。计算结果表明:(1)2008年全国秸秆产量达到84219.41万t,与1952年(21690.62万t)相比净增2.88倍;(2)中国是世界第一秸秆大国;(3)秸秆是我国陆地植被中年生长量最高的生物质资源,分别相当于全国林地生物质年生长量的1.36倍、牧草地年总产草量的2.56倍和园地生物质年生长量的7.75倍;(4)水稻、小麦、玉米叁大粮食作物秸秆产量合计占全国秸秆总产量的2/3左右;(5)全国近一半的秸秆资源分布于全国百分之十几的土地上。在农产品收获过程中,许多农作物需要留茬收割;在农作物生长过程中,尤其是在收获过程中,多数农作物都会有一定量的枝叶脱离其植株而残留在田中;在秸秆运输过程中也会有部分损失,因此并不是所有的秸秆都能够被收集起来。本文通过对各类农作物株高、收割留茬高度、叶部生物量比重、枝叶脱落率、收贮运损失率的调查和资料收集,制定了我国各类农作物秸秆的可收集利用系数,并据此估算了我国各类农作物的可收集利用量。计算结果表明:2008年我国秸秆的可收集利用总量为65102.19万t,平均可收集系数为0.77。秸秆主要有五个方面的用途:一是用作燃料;二是用作饲料;叁是用作肥料;四是用作工业原料;五是用作食用菌基料,简称“五料”。本文依据秸秆的形态、质地、密度、物体结构、物质组分、养分含量、热值等自然特征,对其在“五料”利用上的自然适宜性进行了分类评价和综合评价。分类评价结果为,2008年在我国可收集利用的秸秆总量中:(1)最适宜和一般适宜直接燃用的秸秆占1/2以上;(2)适宜和较适宜“叁化一电”的秸秆占95%以上;(3)最适宜和适宜沼气生产的秸秆约占90%;(4)适宜和较适宜直接饲喂牛羊的秸秆占近80%,适宜加工饲喂牛羊的秸秆占90%以上,适宜直接饲喂和加工饲喂猪禽的秸秆占1/5以上;(5)适宜工业加工和食用菌种植的秸秆占90%以上。综合评价结果为,2008年在我国可收集利用的秸秆总量中:“草性”和“木性”秸秆各约占1/5,中性秸秆约占3/5。燃用消耗过多,饲用、可再生能源开发利用和工业加工利用偏少是目前我国秸秆利用中存在的突出问题。2008年,在我国秸秆可收集利用总量中,直接燃用量21000万t,占32.26%;新能源开发利用量720万t,占1.11%;饲用量17660万t,占27.13%;工业加工利用量4300万t,占6.61%;食用菌养殖利用量1300万t,占2.00%;直接还田量9200万t,占14.13%;废弃和焚烧量10922万t,占16.78%。目前我国秸秆直接还田量和残留还田量合计为28000多万t,约占全国秸秆资源总产量的1/3,平均每公顷耕地还田秸秆2.33t。根据秸秆资源综合利用与“叁农”之内在关系,可将秸秆资源的利用类型划分为叁大类:一类是农业生产系统内部的秸秆资源循环利用;二类是农村社会经济系统内部的秸秆资源利用;叁类是农村社会经济系统外部的秸秆资源利用。目前,在我国已利用秸秆总量中,一类利用约占52%,二类利用约占39%,叁类利用约占9%。我国秸秆开发利用的总体趋势具体体现在“四个增加”、“两个减少”、“一个替代”。“四个增加”:一是秸秆新能源开发利用量增加;二是秸秆饲用量增加;叁是秸秆工业加工利用量增加;四是秸秆食用菌种植利用量增加。“两个减少”:一是秸秆废弃和焚烧量减少;二是秸秆直接燃用量减少。“一个替代”是指秸秆过腹还田、秸秆沼肥还田和秸秆过腹沼肥还田逐步替代秸秆直接还田。
李玥[7]2004年在《稻壳综合利用的研究》文中指出本文分别以稻壳和稻壳灰为原料，研究了由稻壳制备活性炭、由稻壳灰制备植物油精炼中的脱色剂和水玻璃与白炭黑的方法，并对产品的功能性质加以分析。 首先研究了不同的活化方法分别对稻壳和经过脱硅处理的稻壳活化的效果，确定了用氯化锌法分别对稻壳和脱硅稻壳进行活化的工艺，并对此工艺进行了优化，得到了最佳工艺条件：料液比为1∶2.5，活化液浓度为60％，活化时间60 min，活化温度600℃。最佳工艺条件下得到的活性炭产品，虽然灼烧残渣较高，但吸附性能指标完全符合国家林业行业标准的要求。 对以稻壳灰为原料，制备植物油精炼中的脱色剂进行了研究。确定了用氢氧化钠溶液处理稻壳灰的条件为：氢氧化钠溶液浓度2mol／L，溶煮时间2h；酸法活化处理的最佳工艺条件为：5％浓度的硫酸，在90℃下，活化4个h，然后在不大于200℃的条件下干燥，所得产品为ARHA。扫描电镜和孔径孔容分析表明，ARHA的比表面积约为活性白土的两倍，孔径分布更适合吸附油脂中色素分子，且其较低的pH值可能使ARHA具有更强的化学吸附能力，因此具有比活性白土和活性炭更好的脱色效果。ARHA在和活性白土以30∶70的比例混合时取得最好的使用效果，可大大降低大豆油精炼中的脱色成本。水蒸气法活化的最佳工艺条件为：进水量为1∶15，活化温度900℃，活化时间1.5h。产品脱色效果优于白土，但不如ARHA好，产率也较低。 对以稻壳灰为原料，制取水玻璃和白炭黑进行了研究。探讨了用氢氧化钠溶液处理稻壳灰制备水玻璃的工艺，确定了氢氧化钠溶液的浓度为2 mol／L，反应时间为2小时。研究了在由水玻璃制取白炭黑的工艺中，水玻璃浓度、絮凝剂种类和添加量、中和温度、加酸方式、陈化时间等因素对白炭黑质量的影响，得到了最佳工艺条件为：水玻璃浓度15°Bé、用NaCl为絮凝剂、体积比为1∶1.5、采用匀速滴加、陈化1.5小时、温度不超过80℃。此条件下得到的白炭黑产品质量符合国家标准。由稻壳灰联产白炭黑和ARHA的方法经济可行，效益可观。
董丽辉[8]2011年在《稻壳中生物质及二氧化硅的提取工艺研究》文中指出稻壳是大米外面的一层保护性的硬壳。具有一定的韧性、多孔性,低密度以及质地粗糙等特点。我国是世界上最大的水稻种植国家,稻谷产量在整个粮食产量中占有很大的比例,是一种量大面广价廉的可再生资源。目前我国还未形成规模生产、大量消耗稻壳的利用途径。当前,稻壳的利用已经从作为能源利用转向为对其成分的分离和利用,稻壳能够利用的主要成分是生物质和硅,其中生物质包括纤维素、半纤维素、木质素。纤维素、半纤维素都属于总纤维素。但是较多的研究都集中在稻壳单一组分的分离,这样造成了大量损失,没有实现生物质的全利用。本课题是以稻壳中的纤维素、半纤维素、木质素、二氧化硅为研究对象。提出了稻壳适合于工业化生产利用的工艺流程;研究了有效分离稻壳成分的提取途径与参数条件。首先对稻壳进行预处理,通过单因素测定试验和扫描电镜的方法研究不同预处理方法,即挤压膨化法和碱预处理法对稻壳中的总纤维素含量及结构的影响,同时提出了碱处理结合挤压膨化的方法预处理稻壳,并且以总纤维素含量为指标,采用响应面分析法,确定碱结合挤压膨化预处理稻壳的挤压膨化最佳条件为:螺杆转速110rmp、含水率40%、套筒温度105℃;碱处理最佳条件为:固液比1︰20,氢氧化钠浓度0.72mol/L,温度70℃,处理时间35min。在最佳条件下稻壳中总纤维素含量可达到44.78%。半纤维素易溶解,所以从预处理后的稻壳中优先提取半纤维素。通过五种提取液比较,得出NaOH为最佳提取剂。以半纤维素提取率为指标,采用响应面的分析方法,NaOH提取未处理稻壳半纤维素的最佳提取条件为:固液比1︰30、温度80℃、时间4h、NaOH浓度1.02 mol/L,在此条件下提取率为42.74%;NaOH提取碱处理稻壳半纤维素的最佳提取条件为:固液比1︰25、温度80℃、时间4h、NaOH浓度0.77 mol/L,在此条件下提取率为62.10%;确定了NaOH提取挤压膨化后稻壳半纤维素的最佳提取条件为:固液比1︰30、温度81℃、时间3.5h、NaOH浓度0.89mol/L,在此条件下提取率为72.68%;NaOH提取碱结合挤压膨化后稻壳半纤维素的最佳提取条件为:固液比1︰25、温度75℃、时间3h、NaOH浓度0.79 mol/L,在此条件下提取率为80.59%;通过对产品定性分析,得出其化学组成为阿拉伯木聚糖、半乳糖、葡萄糖、少量木葡聚糖。在碱提取半纤维素的同时,提取稻壳二氧化硅,最终所得的产品为白色二氧化硅固体,对经过不同预处理的稻壳中二氧化硅提取率进行对比,得出碱结合挤压膨化处理后稻壳中二氧化硅提取率最高为75.68%。预处理后纤维素含量相对降低,且容易提纯,所以先提取木质素,选用提取半纤维素后的碱结合挤压膨化处理稻壳,分别采用碱析法、酸沉淀法、有机溶剂法进一步提取提取木质素,通过单因素试验对比,提出微波结合有机溶剂法提取木质素,同时采用响应面试验优化得出最佳提取工艺参数为:固液比1︰20、辐射功率750W、时间41min、丙叁醇质量分数90.7%,此条件稻壳半纤维素提取率为83.21%。通过紫外光谱及红外光谱分析所得木质素产品与标准木质素产品基本一致。酸法提取纤维素的最佳工艺参数为:固液比1︰15、醋酸体积分数80%、温度95℃、时间25min,在最佳工艺参数条件下纤维素的提取率达到46.98%。
任素霞[9]2009年在《稻壳资源的综合利用研究》文中指出生物质是地球上资源非常丰富的天然资源,稻壳是生物质中的一种,并且产量巨大。据统计,我国年产稻壳5600万吨以上,目前仍有增加的趋势。稻壳所含木质素和硅质较高,所以它不易吸水,直接施放到田间作肥料不易腐烂;大量的稻壳在农村或在粮米加工厂堆积如山,成了难以处理的废弃物。它们既污染环境,又容易引起火灾,已经成了社会的一大公害。为了充分利用秸秆资源,世界各国已经进行了几十年的努力,并取得了一定进展。其中利用稻壳发电,不仅解决了污染问题,而且开发了能源;但是,发电产生的大量废渣又成为二次污染源,为此人们开展了废渣的应用研究,取得了一些科研成果,但仍无法在工业化生产中应用,还有大量的基础研究工作要做。本文较详细的研究了稻壳灰中硅碳组分的分离,采用碱蒸煮的方法将稻壳灰中的硅碳组分分离。对于碳组分,利用磷酸和氢氧化钠活化法制备高比表面积活性炭;对于硅组分也即水玻璃溶液,利用改良的化学沉淀法即二氧化碳微晶法,制备了纯度高,白度及分散性好的纳米白炭黑。为了白炭黑更好的应用在橡胶,塑料等有机高分子中,采用温和的水相改性法,将十六醇接枝到白炭黑表面,使白炭黑具有疏水表面,以便其更有利于与高分子等有机物进行复合。通常,无定型二氧化硅转化为磷石英晶体都需要在870-1470oC的温度下进行,而本文针对稻壳生产的无定型白炭黑,采用溶剂热法在低温液相情况下对白炭黑进行晶化处理,合成了磷石英晶体。本文还根据根据稻壳组成和结构的特点,采用分步水解的方法,分别利用稀酸、高沸醇等对稻壳进行了层层剥离,制备木糖、HBS木质素、葡萄糖及纳米二氧化硅等多种化工产品,给出了一种稻壳综合利用的新途径。
左旭[10]2015年在《我国农业废弃物新型能源化开发利用研究》文中研究指明农业废弃物数量大、分布广,若不加以合理处置、利用,不仅是一种资源浪费,还会对环境产生严重的污染。合理开发利用农业废弃物资源有利于人与自然和谐发展,既可减少农业面源污染,又可改善农村环境条件,提高农民生活质量,符合科学发展观和循环经济理念,对全面促进社会主义新农村建设、推进农业可持续发展具有重大的现实意义。摸清农业废弃物资源家底与开发潜力,探讨科学利用方式,针对农业废弃物资源新型能源化利用的适宜性进行评价,是高效开发农业废弃物资源、助解能源发展瓶颈的重要基础性工作。本研究主要就我国农业废弃物资源(本研究中指农作物秸秆、畜禽粪便、林木废弃物)的数量及区域分布、农业废弃物资源新型能源化可获得量及其区域分布、农业废弃物新型能源化技术成熟度与资源适宜性等一系列问题进行分析和论述,并就我国农业废弃物资源新型能源化开发利用的关键技术、经济政策等瓶颈进行分析,提出相应的对策和建议。研究结果表明,2013年全国农业废弃物总量为174747.78万t,其中农作物秸秆为99292.98万t,占56.82%;畜禽粪便45170.80万t,占25.85%;林木剩余物30284万t,占17.33%。全国各省(市、自治区)的农业废弃物总量河南最高,达到14913.42万t;超过10000万t的省有山东、四川和黑龙江;8000-10000万t的省区有广西、河北和云南;2000万t以下的省市区有西藏、海南、青海、宁夏、天津、北京、上海。按照通用矩阵评价法的分类,农业废弃物丰度较高的地区共计9个省(市、自治区)(河南、山东、江苏、安徽、河北、湖北、广西、湖南、辽宁),丰度一般的地区共计10个省(市、自治区)(黑龙江、四川、云南、内蒙古、吉林、广东、江西、海南、天津、重庆),丰度较低的地区共计12个省(市、自治区)(新疆、上海、福建、浙江、北京、贵州、山西、宁夏、陕西、甘肃、青海、西藏)。2013年全国农业废弃物新型能源化可获得量总量为53836.48万t,其中农作物秸秆新型能源化可获得量为34887.43万t,占64.80%;畜禽粪尿新型能源化可获得量10414.80万t,占19.35%;林木剩余物新型能源化可获得量8534.25万t,占15.85%。全国各省(市、自治区)的农业废弃物新型能源化可获得量,黑龙江最高,达到4715.79万t;3000-4000万t的省区有河南、湖北、广西、安徽、四川、山东;2000-3000万t的省区有湖南、云南、内蒙古、江苏、河北;1000-2000万t的省市区有吉林、辽宁、江西、广东、贵州、重庆、新疆;1000万t以下的省市区有陕西、福建、甘肃、浙江、山西、海南、西藏、青海、天津、宁夏、北京、上海。农业废弃物新型能源化可获得量丰度较高的省(市、自治区)有10个(江苏、河南、安徽、山东、湖北、广西、湖南、河北、黑龙江和重庆),丰度一般的省(市、自治区)有9个(云南、四川、内蒙古、辽宁、江西、吉林、广东、天津、海南),丰度较低的省(市、自治区)有12个(浙江、福建、北京、上海、陕西、山西、宁夏、甘肃、青海、西藏、贵州、新疆)。各类农业废弃物的适宜性分为适宜(S0)、较适宜(S1)、条件适宜(S2)、限制性不适宜(N1)、不适宜(N2)五个等级。在“五料化”综合利用方面,适宜用于饲料的农作物秸秆有玉米秸秆、豆秸、甘薯秧、花生秧、向日葵秆(盘)、甜菜秧、甘蓝类和叶菜尾菜、瓜菜秧;适宜用于能源化利用的农作物秸秆有玉米芯、稻壳、马铃薯秧、甘薯秧、花生秧、油菜秆、向日葵秆(盘)、棉秆、烟秆、麻秆、甘蔗渣、甜菜秧、茄果类蔬菜秸秆、甘蓝类和叶菜尾菜、瓜菜秧;适宜肥料化利用的农作物秸秆有玉米秸秆、稻草、麦秸、谷秸、豆秸、马铃薯秧、甘薯秧、花生秧、油菜秆、向日葵秆(盘)、棉秆、烟秆、甘蔗叶梢、甜菜秧、茄果类蔬菜秸秆、甘蓝类和叶菜尾菜、瓜菜秧;适宜基料化利用的农作物秸秆有玉米芯、向日葵秆(盘)、棉秆、甘蔗渣。对畜禽粪便的适宜性进行评价主要包括猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪,这几类粪便均适宜于肥料化、沼气能源化和基料化应用。木质林剩物适宜能源化、基料化和原料化利用,树枝叶适宜于饲料化和肥料化利用。在“四化一电”新型能源化利用方面,适宜固化、炭化和气化的农作物秸秆有玉米芯、稻壳、油菜秆、向日葵秆(盘)、棉秆、烟秆、麻秆、甘蔗渣、甘蔗叶梢;适宜发电的农作物秸秆有玉米芯、稻壳、油菜秆、向日葵秆(盘)、棉秆、烟秆、麻秆、甘蔗渣;适宜沼气的农作物秸秆有马铃薯秧、甘薯秧、花生秧、甜菜秧、茄果类蔬菜秸秆、甘蓝类和叶菜尾菜、瓜菜秧。猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪均适宜于沼气利用。木质林剩物适宜固化、炭化、发电和气化利用。农业废弃物资源实现新型能源化利用,是当前全球能源危机下的必然选择,是环境保护的必要措施,是解决“叁农”问题的重要手段。目前,农业废弃物资源化利用存在资源分散、生产成本高、产业基础薄弱、产业投入不足等问题。针对以上问题,未来农业废弃物资源新型能源化利用的发展战略是:(1)加强政策导向,完善法律体系;(2)拓宽资金渠道,健全补贴机制;(3)强化创新驱动,加快技术研发;(4)制定科学规划,规范技术标准;(5)积极培育市场,加强示范引导;(6)提高管理水平,加大服务力度;(7)注重宣传引导,确保政策落实。
参考文献：
[1]. 固废混合物稻壳—粉煤灰处理沼液工艺研究[D]. 刘春力. 南昌大学. 2013
[2]. 稻壳制备燃料乙醇及综合利用[D]. 麻越佳. 吉林大学. 2011
[3]. 稻壳灰资源化综合利用[D]. 刘妍. 吉林大学. 2013
[4]. 稻壳综合利用研究进展与经济效益对比分析[J]. 田娟娟, 王哲, 王丹. 粮油加工. 2010
[5]. 生物质基二氧化硅的提取及在聚酯中的应用[D]. 马晓宇. 吉林大学. 2012
[6]. 秸秆资源评价与利用研究[D]. 毕于运. 中国农业科学院. 2010
[7]. 稻壳综合利用的研究[D]. 李玥. 江南大学. 2004
[8]. 稻壳中生物质及二氧化硅的提取工艺研究[D]. 董丽辉. 东北农业大学. 2011
[9]. 稻壳资源的综合利用研究[D]. 任素霞. 吉林大学. 2009
[10]. 我国农业废弃物新型能源化开发利用研究[D]. 左旭. 中国农业科学院. 2015
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