Ảnh hưởng của điều kiện khí hóa đến sự ổn định của biochar được xác định qua ba phương pháp

GCB Bioenergy - Tập 5 Số 2 - Trang 122-131 - 2013
Kyle Crombie1, Ondřej Mašek1, Saran Sohi1, Peter Brownsort1, Andrew Cross1
1UK Biochar Research Centre, School of GeoSciences, University of Edinburgh, Crew Building, King’s Buildings, Edinburgh EH9 3JN, UK

Tóm tắt

Tóm tắt

Biochar là vật liệu có hàm lượng carbon, xốp, được sản xuất thông qua quá trình xử lý nhiệt của các nguyên liệu hữu cơ trong môi trường hạn chế oxy. Nói chung, hầu hết biochar đều được coi là bền vững trước sự phân hủy hóa học và sinh học, do đó phù hợp cho việc lưu trữ carbon (C). Tuy nhiên, để đánh giá tiềm năng lưu trữ C của các loại biochar khác nhau, cần có một phương pháp đáng tin cậy để xác định tính ổn định của chúng. Một số kỹ thuật đã được đề xuất để đánh giá tính ổn định của biochar, ví dụ như phân tích gần đúng, tỷ lệ O:C và tỷ lệ H:C; tuy nhiên, chưa có phương pháp nào được công nhận rộng rãi hoặc được xác thực cho mục đích này. Biochar được sản xuất từ ba nguồn nguyên liệu (Gỗ thông, Trấu và Rơm lúa mì) ở bốn nhiệt độ (350, 450, 550 và 650 °C) và hai tốc độ nung (5 và 100 °C phút−1) đã được phân tích bằng ba phương pháp xác định độ ổn định: phân tích gần đúng, phân tích cuối cùng và một công cụ phân tích mới được phát triển tại Trung tâm Nghiên cứu Biochar Vương quốc Anh, được gọi là công cụ lão hóa tăng tốc Edinburgh (công cụ ổn định Edinburgh). Như mong đợi, nhiệt độ khí hóa cao hơn dẫn đến tỷ lệ C ổn định và tổng C cao hơn do sự giải phóng các chất bay hơi gia tăng. Dữ liệu từ công cụ ổn định Edinburgh đã được so sánh với những dữ liệu thu được từ các phương pháp khác, tức là C cố định, chất dễ bay hơi, tỷ lệ O:C và H:C, để điều tra các mối quan hệ tiềm năng giữa chúng. Kết quả của sự so sánh này cho thấy có sự tương quan mạnh mẽ (R > 0.79) giữa C ổn định được xác định bởi công cụ ổn định Edinburgh và C cố định, chất dễ bay hơi và O:C, tuy nhiên, H:C cho thấy một sự tương quan yếu hơn (R = 0.65). Việc hiểu rõ ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu và điều kiện sản xuất đến sự ổn định lâu dài của biochar là rất quan trọng cho chức năng của nó như một biện pháp giảm thiểu C, vì việc sản xuất và sử dụng biochar không ổn định sẽ dẫn đến sự trở lại nhanh chóng của C vào bầu khí quyển, từ đó có thể làm trầm trọng thêm biến đổi khí hậu thay vì giảm thiểu nó.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.4141/cjss88-041

10.1021/ie0207919

ASTM standard – D 1762‐84, 1990, Standard Method for Chemical Analysis of Wood Charcoal

10.1016/S0146-6380(02)00062-1

10.1016/j.orggeochem.2006.06.022

Cross A, 2012, A method for screening the relative long‐term stability of biochar, Global Change Biology and Bioenergy: Biochar Special issue

DarvellLI HryckoP JonesJM NowakowskiDJ PourkashanianM WilliamsA(2005)Impact of minerals and alkali metals on willow combustion properties. World Renewable Energy Congress.University of Aberdeen Aberdeen May 2005.

10.1080/00908310252889979

10.1016/j.jaap.2004.07.003

Downie A, 2009, Biochar for Environmental Management: Science and Technology

Elad Y, 2010, Induction of systemic resistance in plants by biochar, a soil‐applied carbon sequestering agent, Disease Control and Pest Management, 100, 1

10.1016/j.biortech.2012.03.022

10.1007/s11104-010-0544-6

10.1016/j.orggeochem.2006.07.003

10.1016/S0146-6380(00)00096-6

International Biochar Initiative (IBI) Guidelines, 2012, Standardized Product Definition and Product Testing Guidelines for Biochar that is used in Soil

10.1016/j.soilbio.2011.04.018

10.1016/S0960-8524(99)00127-3

10.1021/es00010a034

10.1029/95GB02742

Lehmann J, 2009, Biochar for Environmental Management: Science and Technology, 183

10.1016/j.gca.2008.09.028

10.1016/j.fuel.2011.08.044

10.1016/j.marchem.2004.06.043

10.1021/ef0502397

10.5194/bg-3-397-2006

Schmidt HP, 2012, European Biochar Certificate: Guidelines for Biochar Production

ShackleyS SohiS BrownsortPet al. (2009)An Assessment of the Benefits and Issues Associated with the Application of Biochar to Soil. A report commissioned by the UK Department for Environment Food and Rural Affairs and Department of Energy and Climate Change.

10.4155/cmt.11.22

10.1016/S0065-2113(10)05002-9

10.1021/ef050316y

10.4155/cmt.10.32

Taylor R, 1990, Interpretation of the correlation coefficient: a basic review, The Journal of Defence Modelling and Simulation, 1, 35

Stelt MJC, 2011, Biomass upgrading by torrefaction for the production of biofuels: a review, Biomass and Bioenergy, 35, 3748

10.1016/j.fuel.2009.10.022

Thông tin
Thông tin xuất bản

GCB Bioenergy

Tập 5 Số 2

122-131

Thông tin tác giả