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                秸秆生物质炭农业应用技术

                发布时间: 2014-08-13 13:25:22   作者:无   来源:

                 

                目录:
                一、技术名称
                二、技术类别
                三、所属领域及适用范围
                四、该技术应用现状及产业化情况
                五、技术内容
                六、主要技术指标
                七、技术鉴定情况
                八、典型用户及投资效益
                九、推广前景和减排潜力
                 
                一、技术名称:秸秆生物质炭农业应用技术
                 
                二、技术类别:储碳技术
                 
                三、所属领域及适用范围:农业农田施肥及土壤改良领域
                 
                四、该技术应用现状及产业化情况
                在厌氧或者绝氧的条件下对生物质进行热解,可产生含碳丰富的固体物质,称为生物质炭。由于生物质炭对土壤碳的增汇减排作用,未来将在农业和环境中具有的巨大应用前景。我国作为农业大国,有丰富的秸秆等生物质资源,目前秸秆生物质低温限氧热裂解技术已趋于成熟,连续式立窑、转窑设备已经成功开发,并在上海、天津、河南等地建有较大规模的炭化生产线。其中,生物质炭肥料、土壤改良技术已经完成中试,并在河南、山西和江苏等地实现产业化和农业示范应用。
                 
                五、技术内容
                1. 技术原理
                该技术在封闭限氧条件下,将农作物秸秆稍加破碎,于350~550℃下经热裂解产生气体、液体和固体三相物质。其中,固体部分主要是碱性的生物质炭,为基本保持植物细胞结构的富含稳定性碳(70%左右)和芳构化稳定有机质碳,并含有丰富的钾、硅、磷和钙、铁等养分;气体部分为生物质燃气;液体部分为木醋液。生物质炭用于农田,能实现直接储碳,并通过抑制农田N2O排放而起到间接减排的作用。同时,利用生物质炭生产的复合缓释肥用于农田时,还能减少氮肥施用量。
                2. 关键技术
                (1)秸秆热裂解技术
                在350~550℃之间实现生物质限氧热裂解炭化。
                (2)生物质炭土壤储碳改良培肥技术
                快速并大幅度提升土壤稳定态有机质,不增加甲烷排放,大幅度减少N2O排放,并显著改善土壤结构和实现保产增产。
                (3)生物质炭复合缓释肥技术
                采用不同性质及含量的化肥与生物质炭、木醋液和矿物材料混合造粒,使尿素氮与生物质炭颗粒低温复合形成有机桥键缓释性功能基,使生物质炭颗粒的复合和部分氮素转化为新含氮基,降低微生物硝化作用。
                3. 工艺流程
                秸秆生物质炭农业应用技术工艺流程图见图1。
                 
                图1秸秆生物质炭农业应用技术工艺流程图
                 
                六、主要技术指标
                1.秸秆生物质炭生产技术指标
                每吨干秸秆生产750m3以上生物质燃气,250公斤以上生物质炭和200公斤木醋液,燃气低位热值:≥5.1 MJ/Nm3。生物质炭中稳定态有机碳含量45%以上,重金属等指标优于有机肥标准(重金属:Pb<15mg/kg;Cd<0.3mg/kg;Ni<15mg/kg;Cu<25mg/kg;Zn<50mg/kg;As<0.1mg/kg;Hg<0.1mg/kg;Cr<0.1mg/kg),填充密度在0.5g/cm3以下。
                2.土壤储碳改良培肥技术指标
                生物质炭用量20吨/公顷,4年一次,土壤增碳10%以上;作物增产8~12%,改良盐碱地2年达产;农田N2O减排25%以上,土壤流失减少30%以上。
                3.生物质炭缓释肥技术
                每吨缓释肥节省化肥养分80公斤以上,肥料农业利用率提高10%以上;农田减少氮肥N2O排放损失25%以上;作物增产5%以上。 
                 
                七、技术鉴定情况
                该技术是2009年科技部的科技支撑计划项目和农业部生态环境财政项目,并于2012年通过教育部组织的科技成果鉴定。
                 
                八、典型用户及投资效益
                典型用户:河南三利新能源有限公司,安徽拜尔福生物科技公司,江苏森茂生态科技公司等。
                典型案例1
                案例名称:河南商丘新能源有限公司生物质炭项目
                建设规模:年产3万吨秸秆生物质炭。建设条件:秸秆资源丰富,具备秸秆收储运条件。主要建设内容:建设秸秆热裂解炭化立窑及生物质炭联产生产线。主要设备为日产15吨生物质炭的立窑5个,周产生物质炭20吨炭化池7个。项目总投资7500万元,建设期3年。年减排量20万tCO2,年经济效益1500万元,投资回收期5年。减排成本为700~1000元/tCO2
                典型案例2
                案例名称:安徽拜尔福生物科技有限公司生物质炭基肥生产与应用
                建设规模:年产10万吨秸秆生物质炭复合肥。建设条件:秸秆资源丰富,具备秸秆收储运条件。主要建设内容:建设NPK总养分≥37% 的生物质炭基有机无机缓释复混肥生产线。主要设备为秸秆池式炭化窑10 座,立窑3 座,转窑1 座,蒸汽造粒缓释肥生产线1 条。项目总投资8280万元,建设期3年。年减排量18万tCO2,年经济效益1500万元,投资回收期4年。减排成本为1000~1500元/tCO2
                 
                九、推广前景和减排潜力
                预计未来5年,全国将新增农业应用生物质炭250万t,可推广比例将达到未利用秸秆的5%,可形成年碳减排能力达520万tCO2