玉米秸秆氢氧化钾及蒸汽爆破耦合预处理厌氧发酵产沼气研究

发布时间：2020-12-03 07:59

　　利用厌氧消化技术处理木质纤维素类生物质,能够产生高效、清洁的生物质能源—沼气。但是木质纤维类原料存在着复杂的结构,导致其厌氧消化具有延迟期长和产气率低等问题。克服木质纤维素的阻碍是利用木质纤维类生物质生产沼气的有效手段。本课题研究了多种预处理方式以提高玉米秸秆的生物降解性能。研究不同压力(1.2、1.5、1.8、2.1MPa)和不同维压时间(5、10、15、20、25 min)下,蒸汽爆破预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响。结果显示,蒸汽爆破是一种高效的预处理手段,考虑到能耗和效率,将1.2MPa、10 min选择为最佳汽爆条件,累积甲烷产量为223.2 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了55.2%。研究了20℃下不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)KOH预处理及与蒸汽爆破耦合预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响。结果显示,KOH预处理是提高累积甲烷产量的一种优良方法,选择1.5% KOH为最佳预处理方法,累积甲烷产量为208.6 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了45.1%。相对于未预处理秸秆,经1.5% KOH与蒸汽爆破耦合预处理,甲烷累积产量(258.8 mL/g... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－４），装有一个热导??ｅｒｍａ?ｏｎｕｃｔｖＤｅｔｅｃｔｏｒ，ＴＤ一２?ｍ?ｘ?３?ｍｍ

利用德国ＷＡＬ?Ｍｅｓｓ－ｕｎｄ民ｅ呂ｅｌ巧ｓｔｅｍｅ?ＧｍｂＨ公司生产的３１５１?ＷＡＬ－ＢＭＰ－Ｔｅ巧??压力计测定批式反应器的顶空压力差，精度为０．１％｜８９１。根据理想气体状态方程把压??力差换算成标况下的日产沼气体积公式见下式２－１，压力计见下图２－３。??Ｖｂｉｏｇａｓ?＝?＾?Ｘ?Ｖｈｅ３ｄ?Ｘ?Ｃ／（Ｒ?Ｘ?Ｔ）?（２－：！）??其中：??Ｖｂｉｏｇａｓ：沼气日产量（Ｌ）；??ＡＰ：压力差（ｋＰａ）；??Ｖｈｅａｄｓｐａｃｅ；批式反应器顶空化积（Ｌ）；??Ｃ：标况下的气体摩尔体积（２２．４Ｌ／ｍｏｌ）；??Ｒ；理想气体常数巧．３１４Ｊ／Ｋ／ｍｏｌ）；??Ｔ：绝对温度（Ｋ）。??困２－３压力计??Ｆｉｇ．?２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｇａｕｇｅ??沼气成分的测定利用美国安捷伦７８９０Ａ气相色谱仪（见图２－４），装有一个热导??检测器（Ｔｈｅｒｍａｌ?Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｋｙ?Ｄｅｔｅｃｔｏｒ，?ＴＣＤ）和一个?２?ｍ?ｘ?３?ｍｍ?的不铸钢柱??ＴＤＸ－０１。载气为氛气，流速为３５ｍＬ／ｍｉｎ．柱箱、前进样口及后检测器的温度分别为??１２０、１５０和１５０乂：１８＾。毎次进样可测得ＣＨ４、Ｈ２和Ｃ〇２的百分含量，利用沼气含量??巧??

围６－１未预处理、水预資和汽巧预处理玉米括巧的甲烧曰产里??Ｆｉｇ．?６－１?Ｄａｉｌｙ?ｍｅｔｈａｎｅ?ｙｉｅｌｄｓ?ｏｆ?ｕｎｔｒｅａｌｃｄ．?ｗａｔｅｒ－ｉｒｅａ化ｄ．?ａｎｄ、ｖａｔ巧十ＳＥ－ｔｒｅａｔｅｄ?ＣＳ．??图６－１描述了水预浸对玉米巧巧厌氣消化日产甲烧的影响和水预浸对蒸汽爆破预??处理玉米稻巧厌氧消化日产甲烧的影响。可知，不同处理下玉米程巧的甲烧日产量的??变化爸势大致相同，均在厌氧消化的前两周出现一到两个产甲烧島峰，之后逐渐下降，??乃至趋于零。未预处理、１：９预浸、１：４预浸、未预浸汽爆、１：９预浸巧爆和１：４预浸??汽爆等处理后的玉米稻巧甲烧日产量在第一周巧都会出现一个窩巧，分别在３、４、３、??３、３?和?１?天，峰值分别为?１３．５、１７．６、１６．１、１８．６、１７．３?和?２５．８?ｍＬ／ｇｖｓ，可见蒸汽爆??破预处理能够提高玉米稻杆日产甲烧的巧值，提島的百分比从２８．１％到９１．１％。??６．５．２累巧甲烧产量??５０??


本文编号：2896226