资环学院耿增超教授团队在棉杆高值化利用方面取得新进展

近日，资环学院耿增超教授在Industrial Crops and Products 上发表题为 “The effect of pyrolysis temperature on the characteristics of biochar, pyroligneous acids, and gas prepared from cotton stalk through a polygeneration process”的研究论文，博士生成洁为论文第一作者，耿增超教授，机电学院朱铭强副教授为该论文通讯作者。

进入21世纪以来，我国面临的能源安全和环境生态保护问题日趋严峻，可再生能源已成为能源发展战略的重要组成部分以及能源转型的重要发展方向。我国生物质能资源广泛，主要有农作物秸秆及农产品加工剩余物、林木采伐及畜禽养殖剩余物、城市生活垃圾和工业有机废弃物等。全国农作物秸秆年产生量约为8亿吨，除部分作为造纸原料和畜牧饲料外，大约3.4亿吨可作为燃料使用。生物质多联产工艺的应用不仅为这些农业废弃物的处理提供了有效的解决途径，同时其过程的整体性、经济性、环保性使生物质的利用完全符合可持续发展的理念。本研究在不同热解温度（300、350、400、450、500和550 ℃）下利用棉秆制备生物炭、木醋液和木燃气。结果表明：当热解温度从300 ℃提高到550 ℃时，生物炭得率从46.71% 降低到30.26%，同时碳含量从71.32% 增加至78.02%。通过生物炭热解温度及元素组成相关性分析表明C、H、O含量与生物炭热解温度高度相关。利用GC-MS分析得到木醋液的主要化学成分为酮类、酚类、醇类和酸类等物质。在450 ℃裂解条件下制得的木醋液的氨基酸总含量高达647.1 mg/kg。同时，随着热解温度的升高，木燃气中CO和CH4气体体积分数和含量逐渐增加，使气体热值增加。多联产工艺在生产生物炭、木醋液和木燃气方面具有良好的环境效益和经济效益，将裂解产物高效利用起来，可形成低投入、低排放、高产出、高效率的生产模式。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113690