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农化领域的外文科技文献资源紧密围绕农业化学及相关交叉学科的发展前沿,重点关注农药研发与合成、新型肥料与营养调控、植物生长调节剂、精准农业与变量施用技术等核心方向,同时涵盖绿色农药与生物农药、纳米农用材料、智能控释制剂、农业环境修复材料等前沿分支。这些资源广泛服务于绿色植保、粮食安全、土壤健康管理、农田环境保护、气候智慧型农业等重点领域,不仅为农化产品的创新研发、生产技术优化与环境风险管控提供关键理论支撑,也为推动农业绿色转型与可持续发展提供了重要的科技依据与实践参考。本期为您精选NSTL该领域的优质外文文献资源。

研究前沿

Energy production from farming waste: a review

农业废弃物能源化利用综述

作者:Sarker, Tumpa R. Nanda, Sonil

期刊:Environmental chemistry letters,2025,23

摘要:本文重点梳理了农业、畜牧业、家禽及水产养殖业废弃物的能源转化技术。能源生产技术包括造粒、热解、气化、液化、厌氧消化和发酵。在热化学过程中,生物燃料产量受温度、压力、加热速率、原料浓度、反应时间、催化剂及反应器类型控制;在生物过程中,生物燃料产量则受预处理强度、微生物、基质负荷、温度、挥发性固体、反应时间及抑制剂影响。

1.引言

农业部门在满足全球食品需求方面发挥着关键作用,然而该领域也产生大量作物残余物——如秸秆、壳、稻草及其他农业副产品——这些物质在收获后常被闲置、丢弃或焚烧,导致大量温室气体排放。

图1 不同农业生产方式产生的有机废弃物

2.各类农业实践产生的废弃物

生物能源源于植物与动物废弃物等生物质材料,因其可再生特性及显著降低的温室气体排放量,被视为化石燃料的可行替代方案。农业废弃物可通过不同转化技术制备多种生物燃料。这种可持续方法不仅提供环保能源、促进农村发展、创造新增收入来源,更带来诸多社会经济与环境效益。

图2 农业废弃物资源化利用的社会经济与环境效益

3.农业废弃物能源转化技术

将生物质及其他农作物残余物或废弃物转化为能源的方法主要是热化学转化和生物转化两大技术路线。热化学转化利用热能分解农废中的有机成分,而生物转化则借助微生物或酶将废弃物转化为有价值能源。

图3 农废转化生物燃料产品的生物精炼技术

  • 造粒工艺

造粒是将生物质废料进行致密化处理,制成可用于多种应用的颗粒的过程。相较于原始生物质,颗粒物排放极低,进一步提升了环境安全性。生物质颗粒燃烧效率极高,可与传统燃料媲美。

  • 液化工艺

液化是新兴工艺,将各类废弃原料转化为液体燃料。液化法生产的生物原油具有高热值、低氧含量、优异的热稳定性、高碳含量、更佳流动性、低酸度及低聚合度等特性,使其优于热解工艺获得的生物油。

表1 农业废弃物液化制备生物燃料的研究

  • 热解工艺

热解是一种广泛应用的热化学转化工艺,通过分解有机物生成生物油、生物炭及气体。热解的主要产物是生物炭和生物油。热解所得生物炭可作为固体燃料用于锅炉发电或供热,催化剂载体、活性炭前体、肥料等。

表2 农废热解制备生物燃料的研究

  • 气化工艺

气化是另一种有前景的热化学生物质转化工艺,可生成合成气等气态燃料。合成气主要由H₂和CO组成,并含有CH₄和CO₂等其他气体。气化通常在800℃以上的高温条件下,以空气或惰性气体为反应介质进行。

表3 农业废弃物气化制备生物燃料的研究

  • 发酵工艺

发酵是酵母、细菌等微生物在无氧或厌氧条件下进行的代谢过程,可产生能量。生物质发酵制乙醇是生产生物乙醇的广泛应用工艺,该燃料作为汽油的替代品具有可再生性和可持续性。

  • 厌氧消化工艺

厌氧消化(或称生物甲烷化)是一种将生物质转化为沼气的简单而成熟的生物转化工艺。在此过程中,有机固体在厌氧条件下经微生物分解与稳定化处理,最终生成生物甲烷。

表4 农业废弃物厌氧消化制备生物燃料的研究。

4.结论

将农业废弃物作为替代燃料或生物能源的原料,可降低对石油基燃料的依赖,减少废弃物管理成本,并创造就业机会。将生物质残渣转化为可用生物燃料的主要方法包括热化学工艺和生物工艺。

资源推荐

1.Pest Management Science

刊名:《农业害虫防治科学》

出版机构:Wiley

馆藏范围:2001,50(1)-

馆藏单位:中国化工信息中心

内容简介:该刊专注于作物保护和害虫管理领域的研究与技术发展,涵盖生物技术和分子生物学在害虫管理中的应用、生物防治、生物农药、综合害虫管理(IPM)、害虫抗药性机理、杀虫剂、除草剂和杀菌剂的合成与活性机制、新产品的性质及使用、安全性评估、环境影响及毒理学,以及害虫生物学与经济影响等多个方面。

2.Biotechnology Journal

刊名:《生物技术杂志》

出版机构:Wiley

馆藏范围:2006,1(1)-

馆藏单位:中国化工信息中心

内容简介:该刊专注于生物技术领域,涵盖生物技术各个方面的原创研究和综述,包括经典生物技术(如动植物和微生物生物产品的生产、优化及应用)、环境生物技术(如生物修复、废物管理)、医学生物技术(如疾病解决方案、诊断工具)、生物信息学(如药物设计、蛋白质结构预测)以及植物生物技术(如植物组织培养、作物改良)等,旨在推动生物技术领域的科学进步和创新应用。

NSTL服务链接:https://www.nstl.gov.cn/paper_detail_matrix.html?id=40c6fe3022d37bde5e52680b97baf4f3

3.Biochemical Engineering Journal

刊名:《生物化学工程杂志》

出版机构:Elsevier

馆藏范围:1998,70(1)-

馆藏单位:中国化工信息中心

内容简介:专注于生物过程开发中化学工程关键环节的研究和应用,涵盖从原料制备到产品回收的全过程,涉及医疗健康、食品、环境保护等多个产业领域。期刊发表高质量原创研究和评述,推动生物技术与化学工程交叉领域的发展,注重工艺优化、过程控制、生物反应器设计及环境工程等内容。

4.Nitrogen + Syngas

刊名:《氮与合成气》

出版机构:CRU International Ltd

馆藏范围:2005(277)-

馆藏单位:中国化工信息中心

内容简介:专注于国际氮气和合成气行业的专业杂志。它提供合成气及其衍生物的全面技术和市场报道。具体而言,在氮气方面,它涵盖氨以及尿素、硝酸、硝酸铵和尿素硝酸铵溶液等下游产品。该杂志还关注氢气、甲醇以及各种气制液体、生物质制液体和煤制液体技术,为全球生产商提供独特的技术和发展见解。

NSTL服务链接:https://www.nstl.gov.cn/paper_detail_matrix.html?id=9faee90cee91a8c88cf07bf4e7bb91df

5.World Fertilizer

刊名:《世界肥料》

出版机构:Palladian Publications Ltd.

馆藏范围:2022, Jan/Feb-

馆藏单位:中国化工信息中心

内容简介:该刊是是化肥行业技术和分析信息的可靠来源,聚焦于化肥行业的最新技术进展、市场动态、行业挑战与机遇。重点关注全球化肥行业的可持续发展路径,包括绿色氨、低碳技术以及行业数字化转型等前沿议题。同时,刊物还涵盖了行业新闻、技术应用案例、市场分析以及专家评论,旨在为行业从业者、研究人员和政策制定者提供全面的行业洞察。

6.Fertilizer International

刊名:《肥料国际》

出版机构:CRU International Ltd

馆藏范围:1999(368)-

馆藏单位:中国化工信息中心

内容简介:聚焦化肥全产业链的技术创新、市场动态与可持续发展实践。该期刊覆盖氮肥、磷肥、钾肥及复合肥料的生产工艺优化、新型肥料开发、原料供应与贸易流通、农业应用技术及环保政策等核心领域。尤其关注低碳转型背景下的绿色氨生产、碳捕集技术集成及循环经济模式。期刊以技术文章、市场报告、区域案例研究及行业会议资讯(CRU Fertilizer Week Conference官方内容)等形式,为行业用户提供工艺优化方案与设备选型、全球供需格局与价格波动趋势解析、产学研技术交流等方面的参考。该刊兼具技术前瞻性与商业时效性,是链接全球化肥产业链各环节的重要信息枢纽。

NSTL服务链接:https://www.nstl.gov.cn/paper_detail_matrix.html?id=68d0c0ec982be7ff90d20c47afa6b682

来源 | 国家科技图书文献中心

一审 | 路军

二审 | 邵媛

三审 | 杨建军

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