水稻秸稈炭基緩釋肥的制備及性能研究

【摘要】：生物質(zhì)炭是將農(nóng)作物秸稈、木屑等生物質(zhì)材料在限制或隔絕氧氣的環(huán)境條件下,經(jīng)熱解得到的固體產(chǎn)物。利用農(nóng)作物秸稈等廢棄物制備成的生物質(zhì)炭由于灰分含量較高,在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用會(huì)受到一定的限制,而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上卻可以廣泛應(yīng)用。本文以水稻秸稈為原材料,通過連續(xù)熱解裝置制備生物質(zhì)炭,通過對(duì)炭的產(chǎn)率、工業(yè)分析、pH、碘吸附值、比表面積、掃描電鏡(SEM)等指標(biāo)的測(cè)定,初步研究了不同熱解溫度對(duì)產(chǎn)物的影響。借助生物質(zhì)炭的吸附性能,通過圓盤造粒和擠壓成型兩種不同的方式制備生物質(zhì)炭基肥料。通過對(duì)肥料成型效果、最大壓縮力值與淋溶結(jié)果的測(cè)定,對(duì)肥料的成型情況、力學(xué)性能與緩釋性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： (1)利用自制的連續(xù)熱解裝置制備分別在400。C、450。C、500。C、550。C、600。C溫度下對(duì)水稻秸稈進(jìn)行熱解,對(duì)產(chǎn)物中炭的一般指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明：熱解溫度變化對(duì)生物質(zhì)炭的產(chǎn)率有著明顯的影響,400。C熱解所得生物質(zhì)炭的產(chǎn)率最大,為41.66%,所含孔隙較少。隨溫度升高后的的生物質(zhì)炭的孔隙結(jié)構(gòu)較為發(fā)達(dá),特別是高于500。C高溫活化所得生物質(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)特別豐富。隨熱解溫度的升高,產(chǎn)物的灰分含量比例逐漸升高,揮發(fā)份逐漸降低,固定碳逐漸升高,pH逐漸升高。熱解溫度對(duì)水稻秸稈熱解生物炭碘吸附值的影響明顯,600℃熱解所得生物質(zhì)炭碘吸附值最大,為398.4mg/g;此時(shí)比表面積值也最大,為35.0117m2/g。 (2)利用圓盤造粒方法制備粒狀生物質(zhì)炭基尿素肥料,分析結(jié)果表明：制備所需的水分的添加量一般在15-25%之間比較適宜。粒狀生物質(zhì)炭基尿素肥料的力學(xué)性能隨成型生物質(zhì)炭含量的減少,粘結(jié)劑添加量的增加和顆粒粒徑的增大而升高。粒狀生物質(zhì)炭基尿素肥料的緩釋性能明顯優(yōu)于尿素顆粒肥料,其緩釋性能隨生物質(zhì)炭含量的增多,粘結(jié)劑添加量和顆粒粒徑的增大而升高?？疾旆柿系牧W(xué)指標(biāo)、淋溶效果與經(jīng)濟(jì)性,在生物質(zhì)炭與尿素質(zhì)量比1：1、粘結(jié)劑添加量為10%的條件下,制備的粒狀生物質(zhì)炭基尿素肥料性能較好。 (3)利用擠壓成型方法制備柱狀生物質(zhì)炭基尿素肥料,對(duì)肥料的成型情況、力學(xué)性能和緩釋性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,肥料中水的添加量一般在5-10%之間比較適宜。柱狀生物質(zhì)炭基尿素肥料的力學(xué)性能明顯優(yōu)于圓盤造粒制備的粒狀肥料,不同粘結(jié)劑肥料的力學(xué)性能不同。當(dāng)粘結(jié)劑種類固定時(shí),肥料的力學(xué)性能隨成型壓力的增大,生物質(zhì)炭含量的減少,粘結(jié)劑添加量的增加而升高。通過淋溶試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)柱狀生物質(zhì)炭基尿素肥料的緩釋性能要優(yōu)于傳統(tǒng)尿素肥料,其粘結(jié)劑的種類不同其緩釋效果也不同,羧甲基纖維素鈉和氧化淀粉要優(yōu)于其他粘結(jié)劑。肥料的緩釋性能隨成型壓力的增大,生物質(zhì)炭含量的增多,粘結(jié)劑添加量的增大而升高?？疾炱淞W(xué)指標(biāo)、淋溶效果與經(jīng)濟(jì)性,當(dāng)粘結(jié)劑為羧甲基纖維素鈉或氧化淀粉、成型壓力為6MPa、生物質(zhì)炭與尿素質(zhì)量比1：1、粘結(jié)劑添加量為7%的條件下,制備的柱狀生物質(zhì)炭基尿素肥料性能較好。 【關(guān)鍵詞】：秸稈 生物質(zhì)炭 熱解 圓盤造粒 擠壓成型 緩釋性能
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ449.1
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 前言11-21
• 1.1 生物質(zhì)炭的性質(zhì)與特征12-13
• 1.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤的改良作用13-15
• 1.2.1 對(duì)土壤物理性質(zhì)的改良作用13-14
• 1.2.2 對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的改良作用14-15
• 1.2.3 對(duì)土壤微生物的改良作用15
• 1.3 生物質(zhì)炭肥效機(jī)理15-16
• 1.4 緩釋肥料研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 高表面活性礦物質(zhì)緩釋肥的研究17
• 1.4.2 高分子化合物緩釋肥的研究17-18
• 1.4.3 抑制劑緩釋肥的研究18-19
• 1.4.4 生物質(zhì)炭緩釋肥的研究19
• 1.5 本研究的目的和意義19-20
• 1.6 本研究主要內(nèi)容20-21
• 1.6.1 主要內(nèi)容20
• 1.6.2 技術(shù)路線圖20-21
• 2 水稻秸稈生物質(zhì)炭制備21-28
• 2.1 材料與方法21-23
• 2.1.1 試驗(yàn)材料21-22
• 2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備22-23
• 2.1.3 試驗(yàn)方法23
• 2.2 結(jié)果與分析23-27
• 2.2.1 熱解溫度對(duì)生物質(zhì)炭產(chǎn)率的影響23-24
• 2.2.2 熱解溫度對(duì)生物質(zhì)炭工業(yè)分析的影響24
• 2.2.3 熱解溫度對(duì)生物質(zhì)炭pH的影響24-25
• 2.2.4 熱解溫度對(duì)生物質(zhì)炭碘吸附值的影響25
• 2.2.5 熱解溫度對(duì)生物質(zhì)炭比表面積的影響25
• 2.2.6 熱解溫度對(duì)生物質(zhì)炭掃描電鏡結(jié)果的影響25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 3 粒狀炭基緩釋肥料制備及性能研究28-37
• 3.1 材料與方法28-30
• 3.1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備28-29
• 3.1.2 試驗(yàn)方法29-30
• 3.2 結(jié)果與分析30-36
• 3.2.1 粒狀緩釋肥料的成型30-31
• 3.2.2 粒狀緩釋尿素壓縮力學(xué)性能31-32
• 3.2.3 粒狀緩釋尿素肥料緩釋性能32-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 柱狀緩釋肥料制備及性能研究37-53
• 4.1 材料與方法37-38
• 4.1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備37
• 4.1.2 試驗(yàn)方法37-38
• 4.2 結(jié)果與分析38-52
• 4.2.1 柱狀炭基緩釋肥料的成型38-39
• 4.2.2 柱狀炭基緩釋肥料壓縮力學(xué)性能39-42
• 4.2.3 柱狀炭基緩釋肥料緩釋性能42-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論與展望53-54
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 不足與展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

作物秸稈綜合開發(fā)利用途徑探討    李東升;周為華;朱新開;李春燕;郭文善;

竹炭包膜尿素的氮素釋放規(guī)律和生物利用效果研究    紀(jì)銳琳;朱義年;張愛莉;張學(xué)洪;

黏土基氮·磷·鉀緩釋肥的制備及其釋放特征    羅陽(yáng)坡;趙賽鋒;潘國(guó)祥;黃麗芬;黃登豐;陳超楠;顧麗君;

對(duì)二甲氨基苯甲醛顯色分光光度法檢測(cè)水溶液中常微量尿素    苗曉杰;蔣恩臣;王佳;杜衍紅;

生物炭對(duì)土壤氮素淋失的抑制作用    周志紅;李心清;邢英;房彬;張立科;彭艷;

膨潤(rùn)土等幾種多孔礦物/尿素緩釋肥緩釋效果比較研究    李瑾麗;馮啟明;

聚氨酯包裹尿素緩/控釋肥膜結(jié)構(gòu)的FTIR研究    吳舒;李青山;茹鐵軍;王利民;邢廣忠;王金銘;

生物質(zhì)炭對(duì)鹽土改良效應(yīng)研究    張?chǎng)?耿增超;陳心想;高海英;

變性淀粉包裹型尿素對(duì)氮素釋放特性及生物學(xué)效應(yīng)的影響    吳歡歡;竇菲;王麗英;陳麗莉;翟彩霞;李若楠;張彥才;霍習(xí)良;

包膜控釋肥料的研究進(jìn)展    熊又升,陳明亮,喻永熹,鄧波爾

鹽堿土改良技術(shù)回顧與展望    李志杰;孫文彥;馬衛(wèi)萍;尹紅娟;李懷軍;曲善功;曹衛(wèi)東;

緩釋肥對(duì)旱地花生生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響    鄭亞萍;孫秀山;成強(qiáng);盧俊玲;孫學(xué)武;孫奎香;萬書波;王才斌;

土壤結(jié)構(gòu)改良劑研究綜述    韓小霞;

保水劑對(duì)玉米、小麥種子萌發(fā)的影響    張麗,祝利海

硝化抑制劑乙炔的應(yīng)用研究進(jìn)展    左秀錦;曹建明;林海濤;張玉鳳;

竹炭包膜尿素的氮素釋放規(guī)律和生物利用效果研究    紀(jì)銳琳;朱義年;張愛莉;張學(xué)洪;

農(nóng)村生物質(zhì)資源的合理利用途徑探討    丁兆運(yùn);

中國(guó)小麥秸稈纖維潛力研究    張敏;楊曼曼;陳偉強(qiáng);宋安東;

市郊河道受損水環(huán)境綜合治理對(duì)策    曹文平;姬曉娜;

河北省作物秸稈資源及其利用狀況分析    高利偉;王方浩;馬林;張衛(wèi)峰;馬文奇;張福鎖;

玉米秸稈在人工瘤胃反應(yīng)器中的厭氧轉(zhuǎn)化    岳正波;胡真虎;俞漢青;

秸稈、藍(lán)藻和餐廚廢棄物等生物質(zhì)資源化利用的進(jìn)展與探討    翟志軍;李俊;陳祥松;吳金勇;姚建銘;

土壤碳匯能力衰退的生物炭修復(fù)    孟靜靜;劉靜宇;黃少鵬;

長(zhǎng)沙地區(qū)低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)思考    蔡立湘;紀(jì)雄輝;彭新德;李明德;倪笑;

秸稈揉碎加工機(jī)械及工藝的試驗(yàn)研究    李林;張慶旭;趙滿全;趙振國(guó);

青貯飼料收獲機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究    趙滿全;韓寶生;佘大慶;劉偉峰;劉漢濤;陳鐵英;

玉米秸稈去葉裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)    朱新華;楊中平;郭康權(quán);吳永鋒;查崢;

沼氣研究和利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)    趙新波;祝詩(shī)平;

實(shí)現(xiàn)秸稈發(fā)酵飼料產(chǎn)業(yè)化,促進(jìn)畜牧養(yǎng)殖健康發(fā)展    朱寶成;

大摻量鋸末對(duì)粉煤灰燒結(jié)制品性能的影響    馬保國(guó);袁龍;蹇守衛(wèi);穆松;呂陽(yáng);

控釋肥高分子殘膜的降解動(dòng)態(tài)及對(duì)土壤生物學(xué)效應(yīng)的影響研究    包麗華

生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤氮素流失及溫室氣體排放特性的影響    劉玉學(xué)

長(zhǎng)期施用化肥和稻草下紅壤性水稻土鉀素肥力演變規(guī)律的研究    廖育林

生物質(zhì)常溫開模致密成型研究    閆文剛

銀川平原鹽堿荒地改良模式研究    孫兆軍

紅松、白樺幼期對(duì)NH_4~+/NO_3~-氮源利用特點(diǎn)及其對(duì)生態(tài)恢復(fù)的影響機(jī)制    張韞

不同經(jīng)營(yíng)措施下果園土壤有機(jī)碳庫(kù)特性及固碳潛力研究    王義祥

玉米秸稈及其纖維素的改性和吸附水體鎘離子的機(jī)理研究    鄭劉春

建筑復(fù)合材料界面改性研究    何娟

秸稈循環(huán)利用模式、物流能流分析及功能評(píng)價(jià)    高雪松

碎玉米秸稈卷壓特性的研究    趙何

控釋摻混肥對(duì)主要糧田作物生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分的效應(yīng)    陳寶成

增值尿素的緩釋效應(yīng)及其肥效研究    孫凱寧

不同有機(jī)土栽培基質(zhì)對(duì)大棚黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響    魏民

生物質(zhì)綜合利用CDM項(xiàng)目方法學(xué)應(yīng)用研究    李威

生物質(zhì)燃燒污染物排放特性研究    聶虎

農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物發(fā)酵CO_2施肥及殘?jiān)鼘?duì)植物生長(zhǎng)和培肥土壤的作用    宗曉波

大量施灌沼液稻田氮素動(dòng)態(tài)特征及其對(duì)環(huán)境的影響    李松林

竹炭作為土壤改良劑的性能研究    李志欣

葵花桿重組材制造工藝的研究    溫耀龍

生物可降解型自控緩釋尿素養(yǎng)分釋放規(guī)律的研究    林海濤;江麗華;劉兆輝;張文君;鄭福麗;王梅;宋效宗;

木醋液對(duì)水稻產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響    張建明,樸鐘澤,陸家安,張承妹,楊博友

我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用與循環(huán)經(jīng)濟(jì)    任仲杰;顧孟迪;

甲殼素包裹型緩釋肥料養(yǎng)分釋放特性研究    曹嘉洌;劉書琦;王文青;張文清;

生物炭在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用    張忠河;林振衡;付婭琦;王宏海;康全德;尤希鳳;

有機(jī)-礦物緩釋材料對(duì)土壤速效磷及玉米吸收磷的影響    高曉玲;

包裹型緩釋肥料氮素釋放的數(shù)學(xué)模擬    陳可可;張保林;侯翠紅;王杰;

凹凸棒土/聚丙烯酸鈉保水保肥樹脂制備及性能    王松;楊勇;

有機(jī)物料對(duì)土壤有機(jī)碳含量的影響    李存弟;張皓;嚴(yán)紅;

局部限量灌溉對(duì)非洲菊生理特性的影響    曲慧;楊麗娟;周崇俊;接曉輝;于洪嬌;邢東蕾;杲廣文;

    尹成杰（作者為農(nóng)業(yè)部副部長(zhǎng)）

河北葡萄主產(chǎn)區(qū)土壤與樹體養(yǎng)分特征研究    王探魁

連續(xù)種植超級(jí)稻對(duì)土壤有機(jī)碳含量及團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響    孟遠(yuǎn)奪

包膜型緩釋/控釋尿素的研制    郝世雄

氮肥包膜及固氮吸附實(shí)驗(yàn)研究    紀(jì)銳琳

水稻秸稈的纖維素酶水解研究    彭維;向志明;

鹽京九號(hào)水稻秸稈對(duì)銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制作用    張余霞;張玲;張陽(yáng)陽(yáng);李倩;陸長(zhǎng)梅;吳國(guó)榮;張衛(wèi)明;

液相色譜熒光法測(cè)定稻谷及秸稈中阿維菌素殘留量    張娟;湯鋒;唐俊;花日茂;

水稻秸稈同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究    沈進(jìn)軍;趙劍鋒;張順萍;曹曉華;楊志堅(jiān);許明;

離子色譜法測(cè)定水稻秸稈木質(zhì)纖維素水解物單糖    張薇;王明遠(yuǎn);蘇小軍;熊興耀;

紫外可見分光光度法研究染料的吸附性能    宋玉蘭;龔正君;平倩;姜云暉;

水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝的響應(yīng)面法優(yōu)化    王永澤;邵明勝;楊立;陳雄;李冬生;王金華;

改性處理對(duì)水稻秸稈纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響    陳曉浪;胡書春;周祚萬;

可循環(huán)混合溶劑分離水稻秸稈纖維素    王偉;姜曼;朱世步;周祚萬;

Ca~(2+)鹽對(duì)水稻秸稈熱裂解特性的影響    黃承潔;姬登祥;于鳳文;艾寧;計(jì)建炳;

水稻秸稈制備生態(tài)有機(jī)復(fù)合肥的工藝研究    程雪松;何秀院;唐瑜;

水稻秸稈腐熟對(duì)土壤微生物及土壤理化指標(biāo)的影響    顧金剛;李世貴;龔明波;馮新光;姜瑞波;

復(fù)合菌系XDC-2分解未經(jīng)化學(xué)處理的水稻秸稈    王慧;劉小平;郭鵬;高瑞芳;王小芬;崔宗均;

水稻秸稈品質(zhì)與稻米品質(zhì)同步遺傳改良的研究    鄭金貴;王逸群;許明;劉峰;蔣家煥;陳福祿;林世強(qiáng);

常溫干式厭氧發(fā)酵水稻秸稈產(chǎn)沼氣試驗(yàn)研究    劉偉偉;馬歡;王繼先;朱德泉;夏萍;

NaOH預(yù)處理對(duì)水稻秸稈沼氣發(fā)酵的影響    覃國(guó)棟;劉榮厚;孫辰;

秸稈兩相厭氧消化產(chǎn)酸相發(fā)酵工藝    吳振興;陳曉曄;楊占春;朱建良;

四株不同屬真菌粗酶液協(xié)同降解水稻秸稈效果的比較研究    謝占玲;何智媛;

低溫菌復(fù)合系SFL在水稻秸稈發(fā)酵中的定殖及動(dòng)態(tài)    楊洪巖;王小芬;高麗娟;李獻(xiàn)梅;崔宗均;

原料預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)熱裂解動(dòng)力學(xué)特性的影響    姬登祥;黃承潔;于平;于鳳文;艾寧;計(jì)建炳;

興化10萬畝水稻秸稈旋耕還田    記者 王庭君

日又現(xiàn)500余頭疑似“輻射牛”流散    

毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)2萬畝水稻秸稈成了搶手貨    李長(zhǎng)政

水稻秸稈機(jī)械全量還田小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)    江都市作栽站

前進(jìn)工業(yè)青睞低碳    曹秀梅

通江縣大力實(shí)施科技惠民行動(dòng)    袁大坤

用秸稈生產(chǎn)食用菌意義重大    林淑霞

鋼鐵“割禾佬”    本報(bào)記者 彭俊

要抓糧食先抓水    張孟軍

秸稈產(chǎn)業(yè)生機(jī)勃發(fā)    吳天馬 高杰

水稻秸稈降解放線菌的分離鑒定及其降解機(jī)理研究    徐杰

秸稈建材燃燒特性及生命周期研究    譚福太

水稻秸稈纖維素發(fā)酵轉(zhuǎn)化燃料乙醇的研究    楊濤

水稻秸稈煙霧灰分對(duì)蔬菜生長(zhǎng)和品質(zhì)及體內(nèi)多環(huán)芳烴含量影響的研究    諸衛(wèi)平

植物細(xì)胞壁降解真菌及酶的研究    謝占玲

生物質(zhì)催化熱解炭化的試驗(yàn)研究與機(jī)理分析    宋成芳

秸稈沼氣厭氧發(fā)酵的預(yù)處理工藝優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性分析    宋籽霖

牛糞高溫堆肥過程中的物質(zhì)變化、微生物多樣性以及腐熟度評(píng)價(jià)研究    田偉

轉(zhuǎn)Bt基因?qū)λ靖H及殘茬降解土壤微生物生態(tài)的影響研究    呂豪豪

用[膽堿][氨基酸]離子液體預(yù)處理木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的研究    侯雪丹

脆性水稻秸稈的生物預(yù)處理及發(fā)酵    劉晨娟

秸稈高乙醇產(chǎn)率的水稻和微生物的種質(zhì)資源及發(fā)酵條件研究    沈進(jìn)軍

基于水稻秸稈水解液的發(fā)酵性絲孢酵母發(fā)酵產(chǎn)油脂的研究    李園園

利用水稻秸稈制作可完全降解的生物質(zhì)板材    張瑾

腐稈劑對(duì)水稻秸稈快速腐熟過程的作用機(jī)理研究    楊帆

生物質(zhì)與煤混合燃燒過程中硫?qū)A金屬遷移特性的影響    開興平

水稻內(nèi)生菌Pantoea sp. Sd-1的分離及其木質(zhì)素與秸稈降解特性研究    熊現(xiàn)秋

可循環(huán)混合溶劑分離水稻秸稈組份的研究    王偉

不同牲畜糞便與水稻秸稈混合厭氧發(fā)酵特性的研究    李文靜

新型稻草還田多功能復(fù)合菌系的構(gòu)建及其功能研究    宋僅星