近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所種植廢棄物清潔轉(zhuǎn)化與高值利用團(tuán)隊在秸稈、地膜等農(nóng)業(yè)廢棄物和低品質(zhì)煤的共熱解研究方面取得新進(jìn)展。該研究基于工業(yè)規(guī)模生物質(zhì)連續(xù)熱解設(shè)備，闡明了共熱解過程中相互促進(jìn)-抑制作用機(jī)制，提出了農(nóng)業(yè)廢棄物清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)路徑。相關(guān)研究成果發(fā)表在《清潔生產(chǎn)（Journal of Cleaner Production）》上。
農(nóng)林廢棄物共熱解技術(shù)路徑及綜合分析
據(jù)姚宗路研究員介紹，我國農(nóng)村能源需求量大，每年約有1.13億噸的低品質(zhì)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(nóng)業(yè)廢棄物未被有效利用，易造成環(huán)境污染。生物質(zhì)熱解炭氣聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是利用秸稈等生物質(zhì)原料在絕氧或低氧環(huán)境中加熱升溫引起內(nèi)部分解形成生物炭、生物油和熱解氣的過程，對于農(nóng)村人居環(huán)境改善、清潔能源供給具有重要意義。
該研究團(tuán)隊將農(nóng)業(yè)廢棄物與低品質(zhì)煤共熱解，從共熱解各相產(chǎn)物分布、生物炭性能表征，以及共熱解過程中能量平衡、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益等各個方面開展了綜合分析。結(jié)果表明，農(nóng)膜的加入降低了共熱解反應(yīng)活化能，提供了碳、氫元素，有效提升了熱解油的產(chǎn)率和品質(zhì)，低品質(zhì)煤的加入促進(jìn)了中間產(chǎn)物與水蒸氣的重整反應(yīng)，提升生物炭的產(chǎn)率和熱解氣品質(zhì)。該工程采用共熱解方式生產(chǎn)的生物炭和熱解氣每年可替代1100噸標(biāo)準(zhǔn)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(huán)境效益。研究結(jié)果為農(nóng)業(yè)廢棄物清潔轉(zhuǎn)化、農(nóng)村地區(qū)清潔供暖提供了有效地技術(shù)路徑。
該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)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）
