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上海立杉:生物炭到底是什么东东?

来源:浏览:发布日期:2020-12-22 22:01:51

一早同行咨询我生物炭到底是个什么东西?针对此问,想必许多人都有此疑惑,上海立杉给大家分享一下。

谷壳炭化
谷壳炭化

生物炭顾名思义是以生物质为原料,是在限氧条件下,在相对较低的温度(300-700°C)下通过生物质热解产生的富含碳(C)的一种环境友好型材料。农林业废物、市政废物和食品废物等生物质甚至畜禽粪便都可以作为生产生物炭的原料。生物炭将生物质中的C转化为非常稳定的C,使生物炭可在土壤中存在数百年甚至数千年。因此,生物炭输入土壤有望减少温室气体排放,帮助缓解气候变化。

近些年,生物炭已被证明可以通过吸收重金属和有机污染物来改善环境质量、增加土壤持水能力、减少温室气体排放并改善作物生长。为了达到以上目的,虽然原料选择是非常重要的,但热解温度和热解工艺也很重要。因此,明晰原料、热解温度和热解工艺(即快速或慢速热解)对生物炭特性影响,将有助于制备功能性生物炭选择合适的工艺参数。

原料选择是影响生物炭特性的重要因素。相对而言,木质生物炭C含量高和有效态养分含量低,粪便生物炭则与之相反,而草类生物炭通常介于木质和粪便生物炭之间。但是,这些性质也因热解温度和热解工艺不同而改变。

不同生物炭制成的肥料

热解温度和热解工艺对生物炭化学和结构特性起着关键作用。例如,随着热解温度的升高,养分的利用率发生急剧变化。具体而言,随着热解温度的升高,通常会观察到生物炭中C、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、灰分、pH、比表面积(SSA)的增加以及氮(N)、氢(H)和氧(O)含量减少。生物炭特性主要来源于生物质热解过程中将C转化成更加稳定的形式,并且形成P、K、Ca氧化物/碳酸盐矿物相,产生大量的灰分和更高的pH值,而N、H和O通过挥发部分损失,挥发损失进一步提高了其他元素在生物炭中的占比。与快速热解相比,慢速热解得到的生物炭通常具有更高N、硫(S)、有效P、Ca、镁(Mg)、比表面积和阳离子交换容量(cec)。
生物炭在显微镜下的状态
生物炭显微镜的状态

生物炭的性态特征已经获得科学家们广泛的关注。不同原料选择、热解温度和热解工艺组合条件下产生的生物炭的性态特征已经有颇多研究。然而,这些因素将如何影响生物炭形态特征并不清楚。因此,从原料选择、热解温度和热解工艺对生物炭性态特征影响进行全面分析总结,以期实现对特定生产条件下生物炭的性态特征预测,并且帮助以改良土壤,修复土壤污染等不同期望的生物炭需求者做出有效决策。因此,在通过对生物炭制备过程中原料选择,热解温度,热解工艺对其性态、营养元素总量、有效态营养元素含量等,明确生物炭输入带来的农业效益。

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