以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO_(2)路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO_(2)负排放,是能源领域降低CO_(2)排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO_(2),但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态(空气氛围)、中等CO_(2)初始分压(101.3 kPa)和高CO_(2)初始分压(300~1400 kPa)条件下开展了生物质灰矿化CO_(2)试验,测试了生物质灰的CO_(2)矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO_(2)时,生物质灰的CO_(2)矿化性能最差,40 d内的最高CO_(2)矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO_(2)分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1400 kPa下的CO_(2)矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰运输产生的碳排放及灰的固碳量等因素,评估了3种生物质灰矿化路径的实际负碳排放量。当生物质灰运输距离小于207 km时,适合选择中等CO_(2)分压矿化路径以获得最大的负碳排放效益;当运输距离大于207 km时,建议选择高CO_(2)分压矿化路径。

基于膜蒸馏的沼液资源化处理研究进展

沼液可占湿法厌氧发酵后发酵剩余物总质量的80%以上,在农田土地承载量和运输成本的双重限制条件下,大型沼气工程的沼液很难通过还田利用的方式进行完全消纳。对沼液实行资源化处理既能减少沼液体积和降低对环境的潜在威胁,还可实现高附加值的资源回收,促进可持续的农业循环经济发展。作为膜分离技术中的重要分支,膜蒸馏在沼液处理过程中具有适应性强、膜污染程度低、避免发泡与快速脱氨等多方面的优势。在沼液处理与农业废弃物资源回收中具有广阔发展前景。为此,该研究从介绍膜蒸馏的基本原理出发,就膜蒸馏处理沼液过程中最核心的氨氮与水分回收部分进行详细的综述,并针对沼液处理过程中的营养物质回收与减量化处理进行了综合分析,最后对膜蒸馏用于沼气工程中的可行性进行简要计算。相比于其他沼液处理技术,膜蒸馏可在低成本与低碳足迹下实现沼液的资源回收与减量化处理,其处理沼液的成本与反渗透过程基本一致。在无外部能源供给的沼气工程中,膜蒸馏更适用于高有机负荷沼液处理,或对反渗透后剩余的高浓度沼液进行处理。