科技成果——生物炭暨农林废弃物综合利用技术
科技成果——生物炭暨农林废弃物综合利用技术
所属行业 农业资源与环境
适用范围 农业、农村废弃物的综合利用。
行业现状
据不完全统计，我国年产农林业废弃物（生物质）约十多亿t。而据国家发改委统计数据，其中仅玉米、水稻、小麦等大宗作物的秸秆产量就超过5亿t（稻草约2.11亿t，麦秸约1.54亿t，玉米秸秆约为2.73亿t）。并且随着我国粮食总产的增加，这一数字还将进一步提高。但是，我国农作物秸秆数量虽然庞大，但却越来越难以返还给农田。　
曹国良等（2003）以6亿t的秸秆总资源量为基础统计分析表明，在2003年我国各省市秸秆露天焚烧量为12796万t，占比21.3%。从中可以看出，被废弃的秸秆基本上都被焚烧了，其比例占总资源量的20%以上，其绝对数量可能因研究者统计口径不同而存在差异。分析认为，我国秸秆资源当前的废弃量近似于焚烧量，约在2亿t左右，其产生的各污染物排放量如下表。
秸秆焚烧污染排放量（万t）
秸秆量
TSP
PM10
SO2
NOX
NH3
20000
168.5058
13698.17
1386.782
124960.9
10403.25
欧美个性签名
CH4
EC
OC
VOC
CO
CO2
33677.88
6302.641
2021宣布灭绝的动物
95651.19
95145.63苹果树管理
94524.64
408354.7
2020年国庆节放假安排秸秆是可再生资源，弃之为害、用之为宝。如果能够将这些秸秆有效炭化并返还土壤，既有利于改良耕地质量，提高粮食产量，也消减了面源污染，是保障国家粮食安全和环境安全，促进农业乃至国民经济可持续发展的有效途径。
成果简介
1、技术原理
农林废弃物的综合利用技术，以“炭化技术”为核心，以炭化产品深加工技术为延伸，集成由“生物炭收集－炭化－深加工”为一体的综合应用技术。来源于农业废弃物等生物质，在
制炭前一般将含水量控制在20%以下，因此炭化过程主要是细胞壁的炭化。植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素等高分子有机物紧密结合而成。其中，纤维素、半纤维素等线性高分子聚合物的C-O-C键、C-C键等易断开而发生降解。木质素是由苯基丙烷结构单元以C-C键和C-O-C键连接而成的复杂的芳香族聚合物，受热断裂后形成的含苯环自由基极易与其它分子或自由基发生缩合反应生成结构更为稳定的大分子，进而结成炭。半纤维素在220℃时开始分解，到315℃时完全分解。纤维素在此之前不会分解，直至400℃。木质素在160℃时开始分解，但非常缓慢而稳定，直到900℃时约有40%存在于原始样品中。
纤维素、半纤维素和木质素的结构差异不仅使其具有不同的温度稳定性，炭化产物也有所不同。其中，半纤维素的热解产物包括CO、CO2、H2和CH4，低分子量有机化合物如羧基酸、乙醛、烷类和醚类，以及一些水。与纤维素和木质素相比，大分子量的有机化合物（焦油类）较少。除了生物炭外，纤维素的分解产出醛、酮、羧酸、醇、糖酐等物质和CO2，少量的CO和CH4，还有水。木质素的热解产出由CO、CH4和C2H4构成的气体、木醋和不溶的焦油。木醋由甲醇、乙酸、丙酮和溶解的焦油构成。不溶的焦油中包括由醚和C-C键断裂而形成的苯的同系物。木质素比纤维素或半纤维素更难以脱水，也产出更多的固
体炭化产物。
2、关键技术及减污技术细节
（1）采用半封闭式亚高温缺氧干馏制炭工艺；
（2）采用轻量化的组合式炭化设备；
（3）采用炭基产品深加工技术－生物炭基肥和土壤改良剂制备技术。
主要技术指标
参考IPCC（国家温室气体排放清单指南）的方法，以生物炭生产和应用的生命周期的基线背景出发，对以生物炭技术为特征的主要作物（以水稻和玉米，两大主要作物为例）生产系统全过程CO2排放情况进行全程分析。
技术水平
1、承担国家级公益性行业（农业）专项：秸秆移动床热解炭化多联产关键技术与示范；
2、承担中国工程院咨询研究项目：农林废弃物生物质低碳循环利用技术与产业化发展战略研究；
3、承担国家自然基金委项目：镉在水稻秸秆炭化还田系统中的循环运移规律及其对水稻产量和稻米品质的影响研究；
4、承担国家自然基金委项目：生物炭对磷高效基因型大豆养分吸收和物质生产的调控机制；
5、承担国家自然基金委项目：连续多年施用生物炭对棕壤团聚体稳定性及土壤肥力的影响；
6、承担国家自然基金委项目：不同材质生物炭对水稻生长发育的影响及其调节机制；
7、承担辽宁省重大学科平台建设计划：辽宁省生物炭工程技术研究；
8、承担辽宁省工程中心项目：农林废弃物资源化综合利用技术；
9、承担辽宁省农业综合开发重点推广项目：农林废弃生物质炭基肥料及综合配套技术推广；
10、承担中央财政农业推广项目：农林废弃物资源化综合利用技术示范推广；
11、2012年，经科技厅有关专家组织鉴定“生物炭暨农林废弃资源综合利用技术研究与应用”，达到国际领先技术水平；
12、共获发明专利七项，专利号分别为ZL200710143934.0；ZL2007100977543；ZL200710143933.6；ZL201110039583.5；ZL201110073104.1；ZL201110039575.0；ZL201110039581.6。
典型案例
辽宁金和福农业开发有限公司于2009年投资1500万元鞍山市岫岩县建设了一套10万t炭基肥生产线，年处理秸秆等农业、农村废弃物约2~5万万年我省大宗农业秸秆年产量达，其中约有秸秆等资源，没有得到有效利用而被废弃或焚烧。若推广应用农林废弃物综合利用技术，按照国家秸秆利用补贴相关标准，将为农民直接增收亿元，促进粮食作物增产，减万年价格，将获得减排收益亿元的经济效益。
利润分配怎么算
粑粑柑
推而广之，全国农林业废弃生物质资源更加丰富。不但有各类作物秸秆，还有菌渣、蔗渣、烟秆、棉秆、油菜籽壳、香蕉假茎等种类繁多、体量巨大的废弃资源。粗略估算，若有亿元，固定二氧化碳，实现生物炭产值亿元，带动约“十二五”末期，在辽宁省推广比例达到排放量；回收秸秆年。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。