生物质能也可以分为传统生物质能和现代生物质能。
1。2。2 稻壳简介
稻谷作为世界第一农业大国的中国的主要粮食作物之一,年产量近 2 亿吨[2]。根据调查,
每年会产生 4000 万吨稻谷加工过程中的主要副产品——稻壳。其产量之大,是一种不可忽视的可再生生物质资源。但是,稻壳含硅量大,表面坚硬,但是堆积密度却很小,不易被分解。 这些特性使得如此大量的废弃稻壳不能得到及时的处理,长期堆放不仅带来火灾隐患,遇到 风力大时还将造成严重的环境污染,同时也是对资源的浪费。因此,稻壳的开发利用意义重 大,如果能将稻壳加以利用不仅能解决安全和环境问题,而且对提高农民的生活水平以及缓 解能源危机有重大的作用。
稻壳主要组成为:粗纤维 35。5%~45%(缩聚戊糖包括半纤维素和果胶多糖 16%~22%、 木质素 21%~26%、灰分 11。4%~22%、二氧化硅 10%~21%。稻壳的主要成分的分子量普遍 较高。除此之外,稻壳中还有少量的有机溶剂、水等。Nikolaos[3]等人用碱或酸处理后还从稻 壳中提取出酚类物质。
根据稻壳以上提到的特性,其利用方式越来越广:
(1)水解生产化工产品 糠醛是一种溶解性质好的有机溶剂,但是至今不能人工合成,而稻壳在高温高压下可制
备这种物质。同时 Mohammad[4]等人将稻壳浸泡在磷酸盐溶液中,发现处理后的稻壳不仅产 生了糠醛而且对重金属镉具有良好的吸附作用。木糖是一种广泛应用于食品、医药、化工和 染料等行业戊醛糖。在一定温度和压力条件下,以较高浓度为浸取剂,浸出液经过一系列物 理化学处理,再经过离心分离、干燥,制得木糖。
(2)燃烧 稻壳燃烧是最为直接的利用方式,通过气化、燃烧获得热能,由于其产量丰富,处理成
本较低、着火性能好、热值高、产物清洁等优点而被广泛利用。稻壳的可燃成分在 70%以上,
其热值为 12。5 ~14。6 MJ/kg,大约是煤的 1/2[5]。考虑到稻壳与煤的总量,燃烧也是一直利用 稻壳的理想途径。
由于稻壳的堆积密度较低,孔隙率大,因此直接加入到混凝土中起到降低导热系数和保 温的作用;同时稻壳能够对混凝土改性,Hesami[6]等人研究发现掺入适量的稻壳粉能够提高 混凝土的抗冻性,同时降低渗透能力。但稻壳的加入同时也降低了混凝土的硬度 Ajiwe[7]等人 首先将稻壳进行预碳化和除灰处理,并以 1 比 3 的比例与普通的水泥混合,发现合成后的水 泥在参数方面均能达到国家要求。
(4)制备硅产品
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稻壳中的 SiO2 含量十分丰富,占 10%~21%。U。 Kalapathy[8]利用酸碱水解法从稻壳灰中 提取出纯度高达 93%的纯硅。利用它丰富的硅资源可以制备硅胶、硅溶胶、碳化硅(一种强 共价结合陶瓷,具有高强度、高硬度、高导热及优良的耐腐蚀性能),制高纯 SiO2(用于精制 陶瓷、生产橡胶、光导纤维和太阳能电池)等[9]。
(5)改良土壤 稻壳虽然是农业残留物,但其主要成分是纤维素和半纤维素,有学者注意到这个特点将论文网
其与土壤混合,Baggie[10]等人通过实验证明土壤的酸碱性可以通过稻壳与土壤的混合来改善。
同时稻壳本身的结构使土壤密度降低,提高了土壤的含氧量。 稻壳的利用途径和方法还有许多,如稻壳发电、作饲料、肥料、杀虫剂、制乙醇、制食
用糖;作压榨机和过滤助剂;生物质热裂解等。以上所述方式均能提高稻壳的利用率,但每 种方法都有利弊,生物质热裂解是目前学者研究的技术之一。