对商业无机肥料的越来越依赖,引起了严重的环境和经济问题,包括土壤退化,养分浸出,水污染和温室气体排放。这篇综述对通过热化学过程(即热解,气化和水热碳化)产生的生物质衍生的炭进行批判性评估,作为合成肥料的潜在替代方法。在三个生物质衍生的炭中,生物炭是由于其高稳定性,养分保留能力和长期碳固存益处而成为土壤修正案最可行的选择。气化炭尽管具有很高的孔隙率和吸附能力,但通常缺乏生物利用营养素,而氢炭虽然富含有机化合物,但却带来了与稳定性和植物毒性相关的挑战。生物炭的应用已被证明可显着减少n 2 O排放,增强土壤水的保留和减轻养分径流,从而与常规肥料具有明显的环境优势。此外,生物炭已从实验性的土壤修正案转变为在全球农业中越来越多地采用的市售产品,进一步增强了其实际生存能力。然而,大规模实施仍然面临经济和后勤限制,包括高生产成本,运输效率低下和监管不确定性。通过补贴和碳信用等政策激励措施来应对这些挑战,可以增强生物炭生产和应用的经济可行性。鉴于这些发现,本综述着重于生物炭,是商业无机肥料的最实际和可持续的替代品。
缩写:HHV,高热值;HHV t,产品的高热值;HHV 0,原料的高热值;T i ,着火温度;T f ,最大燃烧速率对应的温度;M t ,时刻t的产品质量;M 0 ,原料的初始质量;db,干基;EC,电导率;TG,热重法;DTG,导数热重法;V max ,最大燃烧速率;T f ,最大燃烧速率时的温度;FR,燃料比,CI,燃烧性指数;VI,挥发性可燃性;D i ,着火指数;S,燃烧特性指数;,质量产率比;,能量产率比;PM,颗粒物;HC,碳氢化合物;NO x ,氮氧化物;PAH,多环芳烃;CSR,反应后焦炭强度;CRI,焦炭反应性指数; VM,挥发性物质;BF,高炉;BDF,生物质衍生燃料;RDF,垃圾衍生燃料;CGE,冷煤气效率;HE,热煤气效率;CCE,碳转化效率;ECE,能源转换效率;SER,单位能源需求;m 合成气,合成气质量流速;M 合成气,摩尔质量