Biochar là gì?

admin

8 years ago

Khái niệm Biochar hay than Sinh học

Than sinh học (biochar) được sản xuất từ sinh khối. Ví dụ: như cành cây, vỏ trấu, rơm…. Quá trình chuyển hóa sinh khối thành than sinh học được thực hiện trong môi trường thiếu oxy ở nhiệt độ 400 – 450 độ C. Gọi là quá trình nhiệt phân.

Việc sản xuất than sinh học có thể thực hiện bằng cách ủ theo kiểu truyền thống. Hoặc hiệu quả hơn trong các thùng/lò kim loại.

Khi bị đốt nóng, một số phản ứng hóa học sẽ xảy ra. Đầu tiên là giai đoạn sấy tách nước lý học. Sau đó là các phản ứng bẻ gãy mạch cellulozo, hemicenlulozo và lignin. Sản phẩm của quá trình này là hỗn hợp khí: CO, CO2, CxHy, hơi nước, axit acetic… và C.

Đặc tính:

Sản phẩm có hàm lượng cacbon cao nên biochar thường có diện tích bề mặt BET lớn. Do vậy khi được thêm vào đất. Đặc biệt là loại đất bị thoái do hạn hán và nhiệt độ cao.
Biochar có diện tích bề mặt rất lớn và có khả năng trao đổi cation cao. Do đó, khả năng lưu giữ các chất dinh dưỡng của thực vật như N +, K +, Ca ++ vv..
Tính chất xốp cao: giúp chứa được nước và không khí. Do đó, nó cung cấp cho sự tồn tại của vi sinh vật trong đất. Đây là vai trò quan trọng trong dinh dưỡng thực vật.

Tác dụng của biochar:

Biochar có thể giúp cải thiện các loại đất có độ màu mỡ thấp.
Đất màu mỡ với hàm lượng chất hữu cơ cao có diện tích bề mặt lớn chứa nhiều vi khuẩn, các chất dinh dưỡng và các phân tử nước.
Khi chất hữu cơ giảm, đất bị mất đi tính chất này. Do đó, việc đảo ngược quy trình này có thể giúp đất đai trở nên màu mỡ hơn. Biochar cũng rất ổn định vì vậy nó trở thành một thành phần tồn tại lâu dài trong đất. Các nghiên cứu khảo cổ học ở Amazon đã phát hiện ra các trầm tích ‘đất đen’ – đất Terra pera có tuổi trên 500 năm vẫn giữ được độ màu mỡ.

Nhược điểm

Có tiềm năng khuyến khích nạn phá rừng: Thiếu nguyên liệu để biến thành biochar có thể gây ra áp lực ngày càng tăng đối với rừng trồng và rừng tự nhiên
Phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính Carbon monoxit: Quá trình nhiệt phân làm thải ra một lượng khí carbon vào bầu khí quyển, nhưng sau đó than sinh học được bổ sung vào đất sẽ được phân hủy vĩnh viễn.

Ưu điểm:

Nguyên liệu để sản xuất than sinh học có thể tận dụng tất cả các nguồn sinh khối dư thừa từ nông – lâm nghiệp. Nên nói chung là luôn sẵn có, giá thành rẻ..
Phương pháp nhiệt phân đơn giản, chi phí đơn vị sẽ thấp. Ở quy mô lớn (ví dụ để chế biến sau thu hoạch), các hệ thống nhiệt phân công nghiệp sẽ có thể tận thu biochar, giấm gỗ và cả dầu sinh học và khí cháy syngas..

Biochar được sử dụng cùng với phân bón hữu cơ hoặc vô cơ. Giúp cải thiện tính chất của đất trồng trong nông nghiệp.

Hướng dẫn sử dụng biochar:

Phải đảm bảo nhiệt độ phân huỷ đủ cao để đốt cháy tất cả các chất hắc ín có thể gây độc hại. Biochar phải không mùi và không vị khi nếm
Thêm biochar vào phân hữu cơ hoặc các chế phẩm hữu cơ lỏng và ủ lại trong một vài tuần. Điều này giúp “kích hoạt” nguyên liệu để vi sinh vật đang ở trong tình trạng hoạt động khi nó tiếp xúc với rễ cây.
Xay nghiền biochar thành các mảnh nhỏ, dạng bột để trộn với đất.
Biochar cũng là một giải pháp hiệu quả để giải độc cho các loại đất đã bị tràn hóa chất và có thể được sử dụng để làm sạch nước.
Tùy theo loại đất mà tỷ lệ trộn biochar với phân và đất là khác nhau. Dữ liệu chuẩn cần kiểm tra dinh dưỡng của đất theo các khuyến cáo của các chuyên gia nông nghiệp và kinh nghiệm thực tế.

Công nghệ sản xuất biochar:

Có nhiều cách khác nhau để tạo ra than sinh học biochar. Nhưng tất cả các công nghệ sản xuất biochar đều liên quan đến việc gia nhiệt sinh khối trong điều kiện thiếu oxy.

Quá trình đơn giản này được gọi là phân hủy nhiệt thường từ quá trình nhiệt phân hoặc khí hóa.

Những phương pháp này có thể tạo ra năng lượng sạch dưới dạng khí đốt hoặc dầu cùng với than sinh học. Năng lượng này có thể được phục hồi để sử dụng vào mục đích khác hoặc đơn giản là nó có thể bị đốt cháy và giải phóng dưới dạng nhiệt. Đây là một trong số ít công nghệ tương đối rẻ tiền, có thể áp dụng rộng rãi và có thể mở rộng nhanh chóng.

Công nghệ sản xuất than sinh học biochar nhất thiết phải bao gồm toàn bộ hệ thống tích hợp có thể tạo ra nhiều thành phần hữu ích khác nhau.

Tuy nhiên, nhìn chung, hệ thống than sinh học nên bao gồm các yếu tố sau:

Thu gom, vận chuyển và xử lý nguyên liệu sinh khối
Kiểm tra, đánh giá và thử nghiệm than sinh học
Sản xuất và sử dụng các sản phẩm đồng hành về năng lượng: khí đốt, dầu hoặc nhiệt
Vận chuyển và xử lý than sinh học để ứng dụng vào đất
Giám sát các ứng dụng than sinh học để tính toán lượng carbon