生物質(zhì)炭的物理特性及粘土粘性研究

第1期總第223期農業(yè)科技與裝備N(xiāo)o. 1 Total No 2232013年1月Agricultural Science&Technology and EquipmentJan.2013生物質(zhì)炭的物理特性及粘土粘性研究姜雪,魏臣(沈陽(yáng)農業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,沈陽(yáng)110866)摘要:對牧草秸稈生物質(zhì)炭和花生殼生物質(zhì)炭在含水率、容重、總孔隙度、大小孔隙比等物理機械特性方面進(jìn)行試驗測定。介紹生物質(zhì)炭成型的工藝流程測定3種粘土的粘性,為生物質(zhì)炭成型在黏結劑的選擇上提供依據關(guān)鍵詞:生物質(zhì)炭;物理機械特性;成型工藝;粘土粘性中圖分類(lèi)號:S2107文獻標識碼:A文章編號:1674-1161(2013)01-002602生物質(zhì)炭化是對農林業(yè)廢棄物加以利用的可行12容重測定技術(shù)措施之一。生物質(zhì)炭作為一種新型的清潔能源,各取10g牧草秸稈生物質(zhì)炭和花生殼生物質(zhì)具有生產(chǎn)成本低、生態(tài)安全、可大面積利用等特點(diǎn),可炭。將已知容積(V)的環(huán)刀放入烘箱中,在65±5℃的代替傳統煤、石油等能源資源。本試驗選取牧草秸稈條件下烘0.5h后取出,移入干燥箱中冷卻至室溫,和花生殼不完全燃燒后的生物質(zhì)炭試樣進(jìn)行物理機稱(chēng)取質(zhì)量,并驗證恒質(zhì)量(M)。取自然堆放下的基質(zhì)械特性研究,同時(shí)取不同土質(zhì)試樣測量其粘性,為今裝入環(huán)刀,輕輕搖勻裝滿(mǎn),再將環(huán)刀揭蓋放入烘箱中后生物質(zhì)炭壓制成型時(shí)選擇黏結劑提供理論依據。在65±5℃條件下烘5h后取出,移人干燥箱中冷卻1生物質(zhì)炭物理機械特性試驗至室溫,加蓋稱(chēng)取質(zhì)量(M1)。11含水率測定容重計算公式為以牧草秸稈生物質(zhì)炭和花生殼生物質(zhì)炭作為試容重=(M-M6)/Vo驗樣品,各取150g,采用稱(chēng)重法(也稱(chēng)烘干法)直接測式中:M1為烘干后基質(zhì)與環(huán)刀質(zhì)量,g;M6為烘干量其水分含量。用01g感量的天平稱(chēng)量試樣濕潤時(shí)后環(huán)刀的質(zhì)量,g;Vo為環(huán)刀的容積,cm3的總質(zhì)量,然后在105℃的烘箱內將試樣烘6-8h至經(jīng)計算得出:牧草秸稈生物質(zhì)炭容重為0.0250質(zhì)量恒定,測定烘干后試樣質(zhì)量,再根據公式計算出gcm;花生殼生物質(zhì)炭容重為00407gm3試樣的質(zhì)量含水率由于在粘?；蛴袡C質(zhì)含量高的試13總孔隙度、大小孔隙比測定樣中,烘箱中的水分散失量隨著(zhù)烘箱的溫度的升高而各取10g牧草秸稈生物質(zhì)炭和花生殼生物質(zhì)增大,因此必須保持烘箱的溫度在100~110℃范圍炭。取自然堆放狀態(tài)下的基質(zhì)裝入已知容積(V)的環(huán)內。每種生物質(zhì)炭的含水率分別測定3組,取其平均刀,輕輕搖勻裝滿(mǎn)。用橡皮條將環(huán)刀蓋捆好將環(huán)刀有值孔一端朝上放入水中,使水浸沒(méi)環(huán)刀,浸泡48h后取含水率計算公式為出稱(chēng)質(zhì)量(m)。將環(huán)刀用紗布封口并罩住倒置,瀝干含水率(%)=(M-M千后)M×100%水后稱(chēng)質(zhì)量(m)。將環(huán)刀揭蓋放入烘箱中,在65±5℃經(jīng)計算得出:牧草秸稈生物質(zhì)炭含水率為的條件下烘5h后取出,移人干燥器中冷卻至室溫17.7%;花生殼生物質(zhì)炭含水率為487%。加蓋稱(chēng)質(zhì)量(m3)。為滿(mǎn)足壓制成塊工藝的需要,應使含水率低于總孔隙度計算公式為800%,因此對牧草秸稈生物質(zhì)炭進(jìn)行2d的日光烘總孔隙度(%)=(m1-m3)/Vp曬處理。之后再次測定,得到牧草秸稈生物質(zhì)炭含水大小孔隙比計算公式為:率為7.36%,花生殼生物質(zhì)炭秸稈含水率為560%。大小孔隙比=(mr-m2)/(m2-m3)由第2次測量數據發(fā)現,花生殼生物質(zhì)炭含水率有所式中:m1為浸滿(mǎn)水后基質(zhì)與環(huán)刀質(zhì)量,g;m2為瀝升高究其原因為受潮所致。為防止含水率升高,對兩千水后基質(zhì)與環(huán)刀質(zhì)量,g;m3為烘干后基質(zhì)與環(huán)刀種生物質(zhì)炭進(jìn)行密封處理。質(zhì)量,g;V0為環(huán)刀容積,cm3;p水為水的密度,取10中國煤化工收稿日期:2012-11-23經(jīng)計算CNM炭總孔隙度為作者簡(jiǎn)介:美實(shí)(1989-),女,項士,從事機城設計及理論方625%,大小LL.;化生殼生物質(zhì)炭總孔面的研究。隙度為796%,大小孔隙比值為1.85。2013年第1期姜雪等:生物質(zhì)炭的物理特性及粘土粘性研究2成型工藝及黏結劑選擇的NaOH溶液02mL及蒸餾水4mL(蒸餾水每次加生物質(zhì)炭的成型工藝為:生物質(zhì)炭→攪碎→過(guò)篩人量為0.2m),同時(shí)用玻璃棒攪拌,直至泥漿從棒成粉狀→加黏結劑→壓制成型→保存。其中主要工序上自由流下為止。根據ECC測試方法的流動(dòng)性測定是黏結劑的選擇和壓制成型。原則,此時(shí)泥漿固含量即為粘土流動(dòng)性值在將生物質(zhì)炭攪碎過(guò)篩成粉狀后需加入一定量流動(dòng)性計算公式為:的黏合劑均勻混合,借助黏結劑的粘結特性達到生物流動(dòng)性(%)=(20/全部泥漿質(zhì)量)×100%質(zhì)炭成型工藝的要求。目前,可與生物質(zhì)炭粉末相混經(jīng)計算得出:粘沙土的流動(dòng)性為6873%;山土的合起粘結作用的黏結劑類(lèi)型分為有機膠黏劑(主要包流動(dòng)性為7143%;大田土的流動(dòng)性為7326%。括羧甲基纖維素、木質(zhì)素類(lèi)等)和無(wú)機類(lèi)膠黏劑(粘土根據試驗結果,粘沙土流動(dòng)性最小,但其中含有等)?？紤]到投入產(chǎn)出的經(jīng)濟效益,選擇粘土作為黏結沙粒等雜質(zhì),所以選擇山土作為黏結劑較為適宜劑具有材料來(lái)源廣、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此,測定幾種3結論粘土的粘性,以選出適宜作為壓塊黏結劑的粘土。通過(guò)試驗測得牧草秸稈生物質(zhì)炭和花生殼生物選取粘沙土、山土、大田土作為試驗樣品。將3種質(zhì)炭的含水率分別為736%,560%;容重分別為試樣經(jīng)恒溫箱110℃恒溫烘干,用研缽研磨,過(guò)35目0.0250gcm3,0.0407gcm3;孔隙度分別為625%網(wǎng)篩。制備10%的六偏磷酸鈉溶液、10%的氫氧化鈉796%;大小孔隙比值分別為1.10,1.85。根據對不同溶液,取足量的蒸餾水。稱(chēng)取3種試樣干土料各20g,種類(lèi)粘土粘性的測定結果,選擇山土作為黏結劑較為分別向其中加人10%六偏磷酸鈉溶液0.75mL、10%適宜。參考文獻[陳溫福,張偉明,孟軍,等生物炭應用技術(shù)研究J中國工程科學(xué),2011,13(2):83-892]陶士珩,王立祥胡希遠土壤含水率測量的誤差分析及控制[]干旱地區農業(yè)研究99,15(284-88[3]呂微,蔣劍春劉石彩等生物質(zhì)炭成型燃料的制備及性能研究進(jìn)展生物質(zhì)化學(xué)工程201044548-52[4]喻智高嶺土粘度的測量方法和影響因素及改善高嶺土粘度指標的生產(chǎn)實(shí)踐上海造紙,1995,26(1):20-24Research on the Physical Characters of Biochar and viscosity of the clayJIANG Xue, WEI ChenCollege of Engineering, Shenyang Agriculture University, Shenyang 110866, China)Abstract: Experiments were conducted to determine the physical and mechanical properties of two biochars made from pasture strawsand from peanut shells, including moisture content, bulk density, porosity and size of the void ratio. The author presents techniques tomake biochar and three types of clay are measured in an effort to provide basis for the selection of adhesive in the formation of biocharKey word: biochar; physical and mechanical properties; molding process; clayey viscosity(上接第25頁(yè))參考文獻任文濤,辛明金林靜等紙膜覆蓋水稻種植技術(shù)節水控草效果的研究門(mén)農業(yè)工程學(xué)報2003,19(6)60632]王振海應立志水稻紙膜覆蓋插秧機的設計農業(yè)科技與裝備20112068:13-143]于瀵澤車(chē)莊,劉金波水稻覆膜栽培機械化工藝分析與研究農業(yè)科技與裝備,2011204(6)76-78Design for the Improvement of Rice Paper-mulching TransplanterYAN Tao, GAO Yiming, LIU WenjieCollege of Engineering, Shenyang Agriculture University, Shenyang 110866. China)Abstract: Paper-mulching technology has received increasing attention in growing中國煤化工 nducted on the keycomponents of paper-mulching rice transplanter in view of the existent defects in itCNMHG The improved ma-chine has solved the previous problems occurred in practical productionKey words: agricultural machinery; rice transpalnter; paper-mulching: improvement; design