基于猪粪水热炭化的生物炭性能及残液成分分析

• 作者: 刘玉学 何莉莉 陈立天 吕豪豪 汪玉瑛 杨列 钟哲科 杨生茂
• 来源期刊: 农业环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 水热炭化 生物炭 猪粪 发酵 炭化温度 残液 成分分析
• 年，卷（期）: 2023,（9）
• 所属期刊栏目: 废弃物处理及资源化利用
• 页码范围: 2064-2072
• 页数: 8页
• 分类号: TQ127.11,X713
• 语种: 中文
• DOI: 10.11654/jaes.2022-0122

摘要

为系统研究不同炭化温度条件下猪粪水热炭化规律，本研究以猪粪和发酵猪粪为供试材料，采用水热炭化工艺在系列温度条件下（180、240℃和300℃）制备生物炭，对其元素含量、热稳定性、孔隙结构、表面官能团等理化性质进行表征，并对水热炭化残液进行成分分析。结果表明，猪粪生物炭和发酵猪粪生物炭均具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团等优良特性，其H/C原子比和热失重率均随炭化温度升高而减小，表明热化学稳定性随炭化温度升高而增强。水热炭化残液的成分主要包括有机酸、醇、酯、醛、吡嗪、苯酚等物质，较高炭化温度条件下残液中化合物种类更丰富。与猪粪相比，发酵猪粪水热炭化残液的成分仍然以酚、烯、酮类物质为主，但呋喃、吡啶、吡嗪类毒性化合物消失。研究表明，发酵猪粪在300℃条件下水热炭化的残液用作液态肥料的安全性更高，在资源化利用方面更具优势。