摘要：针对目前内热式移动床生物质热解炭化试验研究平台条件不足的问题,开发了一种内加热兼吸式移动床热解炭化装置,模拟连续式热解炭化工艺,设计了供气系统、出炭系统、产物收集系统、气体净化系统、温度监控系统,以稻壳作为原料,开展了上吸和下吸式热解炭化试验,研究了停留时间和吸气方式对内热式热解炭化产物的影响。结果表明,随着停留时间的增加,上吸和下吸内热式热解炭化变化趋势基本相同,挥发分和固定碳含量均呈下降趋势,灰分含量增加,磷及氮元素含量均下降,氧元素含量上升,氢元素变化趋势不明显,热值分别从20.7MJ/kg和22MJ/kg下降到14.6MJ/kg和15.2MJ/kg;比表面积分别从0.73m^(2)/g和0.78m^(2)/g上升到3.84m^(2)/g和3.95m^(2)/g,生物炭孔隙结构得到了发展。该系统结构合理,运行稳定可靠,密封效果良好,可有效控制进气方式、进气量、保温炭化时间等试验因素。为内加热炭化工艺参数试验研究提供了重要支撑。

摘要：针对中国部分地区农作物秸秆与农膜处理难的问题,利用外加热热解工艺,开展了辣椒秸秆(CS,chili straw)与低密度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)的共热解试验,研究了不同掺混比和热解温度对共热解产物产率、特性及共热解炭还田指标的影响。结果表明,混合样品的分解主要有脱水、挥发分析出、聚合物降解和焦炭形成4个阶段。随着热解温度的升高,共热解炭的产率呈下降趋势,共热解气和共热解油的产率增加;共热解气的LHV(low heat value)处于8.6~14.5 MJ/m^(3)之间,共热解炭的LHV处于19.6~28.5 MJ/kg之间。此外,随着温度升高,共热解炭的挥发分逐渐减少,固定碳和灰分逐渐增加;共热解炭的比表面积处于0.4~2.2 m^(2)/g之间,与温度呈正相关,与掺混比呈负相关,共热解炭的pH值与温度呈正相关,整体处于10.1~12.5之间,掺混比对pH值的影响不明显;共热解炭的PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon)含量及TEQ(toxic equivalent quantity)毒性低于其他研究平均值,只有15%-500℃(LDPE质量分数为15%,在500℃热解)中PAHs总量超过EBC设定的优质级阈值(4 mg/kg)。高温条件下利于PAHs的分解,共热解炭用于还田应适当提高热解温度,为农村秸秆和农膜处理提供参考。

摘要：为探究海南省碳排放的时空分布特征,以海南省农业领域碳排放情况为研究对象,基于2016—2020年海南省农业年鉴数据,从种植业、养殖业、渔业和农用能源等4个方面入手,采用IPCC碳排放计算方法,分别计算全省与各市县农业年碳排放总量和碳排放强度。结果表明:海南省农业领域碳排放总量历年变化幅度较小,2018年海南省农业领域碳排放总量(以碳当量计)达到最大为495.69万t,种植业和农用能源碳排放所占比例最大,分别为61.62%和31.29%;海岛特点导致海南省农业领域碳排放总量在地域上存在明显差异,海口、文昌、琼海、澄迈、临高、儋州地区等沿海县区农业领域碳排放量远大于岛中央地区,呈现北高南低、外高内低的特点;海南省及各市县区农业领域碳排放强度逐年下降,2020年全省农业领域碳排放强度(以碳质量计)降低至0.26 kg/亿元,降低速度超过全国平均水平。在目前农业发展场景下,海南省已基本实现农业领域碳达峰,碳排放总量与碳排放强度虽处于高位,但在未来几年内仍会不断下降。

摘要：为了解国内鸡蛋生产的耗水情况,探究不同蛋鸡养殖模式和蛋鸡品种对耗水情况的影响,研究利用水足迹核算方法分析评价中国5家蛋鸡养殖场的鸡蛋生产耗水情况。结果显示:5家蛋鸡养殖场的鸡蛋水足迹为2537.69~3446.85 m^(3)/t,其中,绿水足迹为1653.02~2314.94 m^(3)/t,蓝水足迹为484.07~616.65 m^(3)/t,灰水足迹为400.60~515.26 m^(3)/t,养殖场A中海兰褐和海兰灰品种的鸡蛋平均总水足迹分别为3042 m^(3)/t和3224 m^(3)/t;5家养殖场的鸡蛋水足迹中绿水足迹占比最高,达到66.75%,饲料消耗是影响鸡蛋水足迹的主要因素;养殖场A的鸡蛋水足迹最高,养殖场E最低;相比于海兰褐品种,海兰灰品种产蛋所消耗的饲料量、直接和间接用水更多。建议通过优化饲料配比、提高农业用水效率、增设养殖场的节水设施设备并选择适宜的蛋鸡品种能够有效降低鸡蛋水足迹。

摘要：秸秆炭化还田是培肥地力和土壤固碳的重要途径。该研究采用慢速热解试验平台,研究了热解温度(450、500、550、600和650℃)和停留时间(30、40、50和60 min)对水稻秸秆热解产物理化性质(以还田利用指标为主)的影响,同时分析了不同生产条件下的产品收率和能量分布。试验结果表明,热解温度为450~650℃时制备的水稻秸秆炭O/C均低于0.2,H/C均低于0.7,且随着热解温度升高和停留时间的增加,O/C和H/C呈现明显减小趋势;随着热解温度升高,水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值均呈上升趋势,其值分别为4.5~83.4 m^(2)/g、688~1 059μs/cm和9.8~10.5;阳离子交换量在43.7~71.1 cmol/kg之间无规律波动;随着反应条件变化,水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值具有较强的相关性,比表面积与pH值相关系数达到0.83,pH值与电导率相关系数为0.66,比表面积和电导率相关系数为0.54。随着热解温度的升高,炭产率降低,热解气产率增加,热解气中H_(2)、CH_(4)等可燃气组分富集,热值增加,最大可达到15.74 MJ/m^(3);热解温度为445~650℃变化时,水稻秸秆炭能量收率为45.2%~53.8%,热解气能量收率为11.6%~19.1%。该研究为水稻秸秆炭化还田轻简化热解设备开发提供了基础支撑。

摘要：为研究棉秆炭与生物质焦油混合成型及燃烧特性,以成型压力、成型温度和焦油添加量为试验因素,采用正交试验方法,开展成型条件对抗压强度、跌落强度、松弛密度及吸潮率影响规律的试验研究,并采用差热热重同步分析仪,分析棉秆炭、焦油混合试样燃烧特性。试验结果表明:最优成型工艺参数为成型压力8 kN、成型温度20℃、焦油添加量6%。棉秆炭与焦油混合试样的综合燃烧特性指数(28.86~24.21)×10^(-8)K^(-3)·min^(-2)随焦油添加量(0%~6%)的增加而逐渐减小,说明在棉秆炭中加入适量焦油制备成型炭可获得良好的成型及燃烧性能。

摘要：在对农作物秸秆基本特性分析的基础上,结合不同类型干燥技术的特点与适用性,提出秸秆多级协同干燥工艺方案,并分别对搅拌干燥、脉冲气流干燥、三回程转筒干燥装置和辅助系统进行设计与试验。以玉米秸秆为原料,系统性能测试结果表明：原料入机含水率为29.5%,出机含水率为8.4%,工作环境噪声为75.6 dB,原料处理能力为3.92 t/h,可满足后端生物质成型生产线要求。

摘要：生物质热解焦油作为热解炭化或气化过程的副产物,难以去除且危害较大。通过对热解焦油的理化性质分析,发现其具有较高的热值,燃烧后可以为热解设备提供热源,实现能量的循环利用。针对热解焦油雾化效果差、直接燃烧不稳定等问题,设计了二次雾化喷嘴,并提出一种生物质热解焦油伴气燃烧的工艺;采用一定量的热解气作为助燃剂,为热解焦油燃烧提供稳定的火焰,设计了热解焦油燃烧试验系统。燃烧试验表明,该燃烧器的焦油燃烧量为20～55 kg/h,达到设计要求。当雾化空气压力为0. 6 MPa、热解焦油压力为0. 2～0. 4 MPa、热解气压力为0. 3～0. 5 k Pa时,燃烧器燃烧稳定,火焰明亮。通过烟气分析仪发现燃烧烟气中CO和NOx含量较高,表明在燃烧室中的一次燃烧并未达到理想的燃烧效果。

摘要：玉米不分行收获的技术关键是如何实现茎秆的有效导入。在分析现有不分行玉米收获机割台结构的基础上,对指形拨禾机构提出了改进方案,将拨茎轮和拨穗轮独立安装,拨穗轮靠近螺旋输送器。拨茎杆为直杆,拨穗杆为弯杆,两者偏心安装方向相反,转动方向相同。拨穗轮后移,可改善对果穗的输送效果,避免与拨茎杆发生干涉。改变拨茎杆的偏心方向,可增强对茎秆的拨送能力,增加拨禾的有效范围,从而提高了对不同玉米行距的适应性。通过对茎秆运动仿真实现算法的设计,在Matlab环境下进行模拟试验,探讨了茎秆运动规律,对改进方案进行了分析验证。建立了拨穗杆的曲线方程,为样机开发提供了理论依据。

摘要：分析了玉米秸秆特性和揉搓机理,利用三维设计软件开发了锥辊式玉米秸秆揉搓装置。该装置主要由集料斗、锥辊、花键轴及斜齿轮等组成,与锤片式玉米秸秆揉搓装置相比,其结构有所简化。简述了揉搓纹杆的成形原理,给出了揉搓纹杆的平面曲线方程。对玉米秸秆揉搓过程中秸秆空间运动规律及受力情况进行了分析,并建立了玉米秸秆揉搓过程的空间几何模型。通过对秸秆运动过程仿真实现算法的设计,在Matlab环境下进行了虚拟试验,进一步优化了样机的结构参数和运动参数。经样机试制与试验,对其作业性能进行了测试,证明了其工作有效性。