農(nóng)作物秸稈干式厭氧發(fā)酵特性的研究

【摘要】：農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵制備沼氣,是我國(guó)農(nóng)作物秸稈能源化和資源化利用的發(fā)展方向,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,目前我國(guó)的農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵制沼氣技術(shù)起步較晚,大型農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵制備沼氣工程項(xiàng)目的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也相對(duì)較少。本文采用實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法,研究了可供農(nóng)作物秸稈發(fā)酵制備沼氣的大型沼氣項(xiàng)目進(jìn)行工藝選擇、工藝參數(shù)確定和經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的有效方法。本文的主要研究成果及結(jié)論如下： (1)根據(jù)厭氧發(fā)酵過程的生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論,建立了兩個(gè)適用于生物質(zhì)厭氧發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)模型,可對(duì)生物質(zhì)的厭氧發(fā)酵過程進(jìn)行數(shù)值模擬,預(yù)估沼氣成分的變化和產(chǎn)氣規(guī)律,指導(dǎo)生物質(zhì)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。 (2)介紹了農(nóng)作物秸稈的主要破碎方式,對(duì)不同廠家生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈破碎能耗進(jìn)行了分析,在相同破碎出力條件下,破碎粒度越小,能耗越高。工程實(shí)際中可根據(jù)不同粒徑的需求,盡量降低破碎能耗。 (3)根據(jù)分型理論,建立了農(nóng)作物秸稈的質(zhì)量分形模型y=(R/Rmax)3-D,結(jié)合該分形模型,獲得了破碎不同粒徑所需的能耗。 (4)以玉米秸稈為原料,通過批量式厭氧發(fā)酵,研究了不同因素對(duì)秸稈產(chǎn)氣特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,添加菌種能有效提高發(fā)酵的產(chǎn)氣率,縮短發(fā)酵周期；產(chǎn)氣量隨溫度的增加而增大,50℃條件下的產(chǎn)氣量與38℃時(shí)相比,增加不多,從能耗方面考慮,宜選取發(fā)酵溫度為38℃、發(fā)酵濃度為25%；粒度小于2mm的玉米秸稈與粒度為20～10mm的玉米秸稈相比,在產(chǎn)氣量上并無顯著增加,為減少破碎能耗,建議玉米秸稈的粒徑為20～10mm。 (5)給出了秸稈總費(fèi)用的計(jì)算方法,得到了秸稈價(jià)格的上漲對(duì)利潤(rùn)大小的波動(dòng)曲線；根據(jù)谷草比的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),提出了估算農(nóng)作物秸稈總量計(jì)算依據(jù)；提出了農(nóng)作物秸稈厭氧制備沼氣工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性計(jì)算方法,可用于計(jì)算大型農(nóng)作物秸稈制備沼氣工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。 【關(guān)鍵詞】：秸稈厭氧發(fā)酵 沼氣 粒度表征 產(chǎn)氣率 經(jīng)濟(jì)性
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S216.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 我國(guó)一次能源消費(fèi)狀況9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外新能源與可再生能源發(fā)展?fàn)顩r9-12
• 1.3 農(nóng)作物秸稈能源化利用與資源化利用的途徑與特點(diǎn)12-17
• 1.3.1 農(nóng)作物秸稈的能源化利用13-16
• 1.3.2 農(nóng)作物秸稈的資源化利用16-17
• 1.4 農(nóng)作物秸稈發(fā)酵制備沼氣現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)17-23
• 1.4.1 發(fā)酵工藝的研究18-19
• 1.4.2 發(fā)酵原料預(yù)處理的研究19-21
• 1.4.3 發(fā)酵過程工藝參數(shù)的研究21-23
• 1.5 本文研究的目的、技術(shù)路線與預(yù)期成果23-24
• 1.6 本章小結(jié)24-25
• 第2章 農(nóng)作物秸稈發(fā)酵制備沼氣反應(yīng)動(dòng)力學(xué)25-37
• 2.1 厭氧發(fā)酵原理與工藝25-29
• 2.1.1 發(fā)酵的基本原理25-26
• 2.1.2 厭氧發(fā)酵的常見工藝及影響因素26-29
• 2.1.2.1 厭氧發(fā)酵的常見工藝26-27
• 2.1.2.2 影響厭氧發(fā)酵過程的參數(shù)和因素27-29
• 2.2 厭氧發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)模型29-35
• 2.2.1 厭氧發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀29
• 2.2.2 厭氧發(fā)酵反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型29-35
• 2.2.2.1 厭氧發(fā)酵反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型一29-33
• 2.2.2.2 厭氧發(fā)酵反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型二33-35
• 2.3 本章小結(jié)35-37
• 第3章 農(nóng)作物秸稈破碎原理、粒度表征與能耗分析37-49
• 3.1 農(nóng)作物秸稈破碎原理37-39
• 3.1.1 農(nóng)作物秸稈的破碎原理37
• 3.1.2 常見的農(nóng)作物秸稈破碎工藝37-39
• 3.1.2.1 常見的破碎工藝37-38
• 3.1.2.2 常見的秸稈破碎方式38-39
• 3.2 農(nóng)作物秸稈粒度表征39-44
• 3.2.1 常見的粒度表征方法39-40
• 3.2.1.1 頻率分布39
• 3.2.1.2 累積分布39
• 3.2.1.3 頻率分布于累積分布的關(guān)系39-40
• 3.2.2 粒度表征方法分析40-44
• 3.2.2.1 秸稈顆粒的分形理論模型40-41
• 3.2.2.2 秸稈粒度表述分析結(jié)果41-43
• 3.2.2.3 分形維數(shù)的含義43-44
• 3.3 農(nóng)作物秸稈破碎能耗分析44-48
• 3.3.1 農(nóng)作物秸稈的破碎能耗44-46
• 3.3.2 農(nóng)作物秸稈破碎粒度與能耗的關(guān)系46
• 3.3.3 農(nóng)作物秸稈破碎能耗的經(jīng)濟(jì)性分析46-48
• 3.4 本章總結(jié)48-49
• 第4章 農(nóng)作物秸稈干式厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)研究49-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>49
• 4.2 發(fā)酵原料與實(shí)驗(yàn)方法49-53
• 4.2.1 發(fā)酵原料49-52
• 4.2.1.1 發(fā)酵原料的工業(yè)分析49-51
• 4.2.1.2 發(fā)酵原料的元素分析51-52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置52
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)操作流程52-53
• 4.3 干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究53-60
• 4.3.1 發(fā)酵菌種對(duì)產(chǎn)氣的影響規(guī)律分析53-56
• 4.3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料53
• 4.3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法53-54
• 4.3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析54-56
• 4.3.2 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)氣的影響規(guī)律分析56-57
• 4.3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料56
• 4.3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法56
• 4.3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析56-57
• 4.3.3 發(fā)酵物料濃度對(duì)產(chǎn)氣的影響規(guī)律與分析57-59
• 4.3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料57
• 4.3.3.2 實(shí)驗(yàn)方法57
• 4.3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析57-59
• 4.3.4 發(fā)酵原料粒度對(duì)產(chǎn)氣的影響規(guī)律與分析59-60
• 4.3.4.1 實(shí)驗(yàn)材料59
• 4.3.4.2 實(shí)驗(yàn)方法59
• 4.3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 農(nóng)作物秸稈干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性分析61-72
• 5.1 農(nóng)作物于式厭氧發(fā)酵的系統(tǒng)組成61-62
• 5.2 農(nóng)作物秸稈干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化62-71
• 5.2.1 秸稈價(jià)格對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響62-65
• 5.2.1.1 秸稈總費(fèi)用計(jì)算62-64
• 5.2.1.2 運(yùn)輸費(fèi)用與運(yùn)輸距離的關(guān)系64
• 5.2.1.3 秸稈運(yùn)輸距離與種植面積的關(guān)系64-65
• 5.2.2 秸稈資源化利用對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響65-70
• 5.2.2.1 秸稈總量65-69
• 5.2.2.2 發(fā)酵產(chǎn)氣量69-70
• 5.2.3 厭氧發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響70-71
• 5.2.3.1 沼氣利用對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響70-71
• 5.2.3.2 沼渣利用對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第6章 全文總結(jié)與展望72-75
• 6.1 全文總結(jié)72-73
• 6.2 進(jìn)一步研究工作的展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 碩士期間發(fā)表的論文79-80
• 致謝80

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

稻草中溫干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的中試研究    張望;李秀金;龐云芝;蔡璐平;

秸稈干式厭氧發(fā)酵滲濾液回流技術(shù)研究    徐霄;葉小梅;常志州;鐘盛華;錢玉婷;吳軍偉;

酸預(yù)處理對(duì)水稻秸稈沼氣發(fā)酵的影響    覃國(guó)棟;劉榮厚;孫辰;

我國(guó)太陽能發(fā)展現(xiàn)狀與前景    郝鋼;

中國(guó)作物的收獲指數(shù)    張福春,朱志輝

秸稈氣化商業(yè)化發(fā)展的驅(qū)動(dòng)與制約因素分析    陳百明;陳安寧;張正峰;杜紅亮;

鳳陽縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的宏觀分析    于群英

河北省作物秸稈資源及其利用狀況分析    高利偉;王方浩;馬林;張衛(wèi)峰;馬文奇;張福鎖;

中國(guó)秸稈氣化集中供氣工程發(fā)展現(xiàn)狀·存在問題·對(duì)策    高春雨;李鐵林;王亞靜;畢于運(yùn);

干物質(zhì)濃度對(duì)菠蘿葉渣干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響    鄧怡國(guó);王金麗;孫偉生;焦靜;鄭勇;王剛;

張家口市塞北管理區(qū)草畜平衡動(dòng)態(tài)研究    劉玉杰;李向林;何峰;

農(nóng)牧交錯(cuò)帶草-畜-田耦合的IRM模擬分析    徐軒;張英俊;

不同熟期小麥品種收獲指數(shù)(HI)的遺傳研究    謝令琴,常文鎖,許民安,趙建軍,蘆桂芬,馬麗萍

河南省陸地植被凈第一性生產(chǎn)力估算及其時(shí)空分布    李軍玲;鄒春輝;劉忠陽;郭其樂;郭鵬;

華東地區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)碳時(shí)空格局動(dòng)態(tài)模擬研究    于永強(qiáng);黃耀;張穩(wěn);孫文娟;

冀中南地區(qū)農(nóng)田生物生產(chǎn)力與碳截獲能力時(shí)空變化分析    胡喬利;沈彥俊;陳福軍;齊永青;張玉翠;

我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)黍、粟植硅體碳封存潛力估算    左昕昕;呂厚遠(yuǎn);

經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型背景下中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)培育和發(fā)展初探    唐青;

生物菌劑對(duì)秸稈厭氧發(fā)酵的影響    王賽月;牛明芬;龐小平;

外源激素對(duì)油菜角果葉綠素和可溶性糖含量的影響    楊彥明;張勝;張潤(rùn)生;

外源植物激素對(duì)春油菜葉片及角果的影響    楊彥明;張勝;張潤(rùn)生;

科羅拉多州東部平原限水灌溉對(duì)玉米生理、生長(zhǎng)及水分利用效率的影響    胡笑濤;康紹忠;Neil Hansen;Allan A.Andales;

“三沼”綜合利用防治農(nóng)業(yè)面源污染    唐微;伍鈞;楊剛;李紅霞;

基于模型和GIS的區(qū)域有機(jī)肥氮素管理研究    朱大威;黃耀;金之慶;

生態(tài)環(huán)境管理中的政府與市場(chǎng)關(guān)系研究綜述    王萬山;

水解液出料和回流對(duì)秸稈水解產(chǎn)酸的影響研究    陳廣銀;呂利利;常志州;葉小梅;徐躍定;張建英;

有機(jī)廢棄物CO_2施肥發(fā)酵過程中基質(zhì)理化性狀變化及殘?jiān)喾释寥赖淖饔?nbsp;   李玲玲

水稻早衰控制基因的克隆及其功能研究&水稻出糙率的QTL定位研究    饒玉春

中國(guó)農(nóng)村戶用沼氣區(qū)域適宜性與可持續(xù)性研究    陳豫

玉米秸稈保質(zhì)貯存及水熱反應(yīng)處理提高可生化性方法的研究    孫優(yōu)善

基于模型和GIS技術(shù)估算1955-2005年中國(guó)稻田甲烷排放    王平

區(qū)域濕地和農(nóng)田土壤有機(jī)碳變化研究    李典友

水葫蘆厭氧發(fā)酵特性及工藝技術(shù)研究    葉小梅

中國(guó)農(nóng)田土壤碳氮變化及氮素對(duì)稻麥作物固碳效益的影響    孫文娟

小麥—玉米輪作土壤磷素長(zhǎng)期演變規(guī)律研究    唐旭

秸稈資源評(píng)價(jià)與利用研究    畢于運(yùn)

湖北省秸稈沼氣發(fā)展?fàn)顩r調(diào)查及對(duì)策研究    江亮

重慶市農(nóng)林生物質(zhì)資源估算及其時(shí)空分布特征分析    周春江

冀中南地區(qū)農(nóng)田生物量及碳截獲能力時(shí)空變化研究    胡喬利

戶用型上吸式生物質(zhì)氣化爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)    車麗娜

四川丘陵區(qū)玉米高產(chǎn)高效及最佳養(yǎng)分管理技術(shù)研究    羅永

混合酸（HCl-HNO_3）作用下玉米秸稈低溫?zé)崴獾难芯?nbsp;   王菁

集群應(yīng)用型太陽能熱水系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)    關(guān)健

集群型太陽能熱水工程集控與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    林霞

秸稈綜合開發(fā)利用中的農(nóng)戶行為研究    朱文家

麥秸厭氧消化過程的優(yōu)化與調(diào)控    尉月麗

城市垃圾處理的新動(dòng)向——生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)技術(shù)    李啟彬,劉丹,歐陽峰

秸稈預(yù)處理技術(shù)存在的問題與發(fā)展前景    劉睿;萬楚筠;黃茜;黃鳳洪;

中溫兩相厭氧消化工藝處理混合污泥的效能    尹軍;趙純廣;張立國(guó);劉蕾;

回灌滲濾液VFA濃度對(duì)填埋層甲烷化代謝的影響    邵立明;何品晶;瞿賢;

堿浸泡預(yù)處理對(duì)固體有機(jī)物厭氧消化的影響研究    吳江;徐龍君;謝金連;

玉米秸稈稀酸預(yù)處理的研究    陳尚钘;勇強(qiáng);徐勇;朱均均;余世袁;

木屑纖維素酶水解條件的試驗(yàn)研究    栗薇;吳正舜;

農(nóng)作物秸稈的厭氧消化試驗(yàn)研究    李連華;馬隆龍;袁振宏;劉曉風(fēng);廖翠萍;

農(nóng)村能源綜合建設(shè)項(xiàng)目社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益及可推廣性評(píng)價(jià)方法探討    戴林,李子奈

農(nóng)作物秸稈氣化利用技術(shù)與商業(yè)化經(jīng)營(yíng)案例分析    陳百明,張正峰,陳安寧

豬糞和羊糞與麥稈不同配比中溫厭氧發(fā)酵研究    張鳴;高天鵬;常國(guó)華;李雪;張慶;

不同接種物厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣效果的比較    張婷;楊立;王永澤;王金華;

組裝式厭氧發(fā)酵中試裝置    徐仁生;

固體酒糟厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的研究    梁金喜;吳大慶;呂杰;

一種小型高效沼氣發(fā)酵裝置及其工藝    孫金世;趙日堂;

一種處理雞糞的小型高效厭氧發(fā)酵裝置    馬天德,崔亨哲

稀酸處理對(duì)秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響    張雪松,朱建良

替硝唑片對(duì)污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫作用的研究    陳文花;曾雨;劉常青;張江山;

水葫蘆與藍(lán)藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究    劉海琴;宋偉;高運(yùn)強(qiáng);韓士群;黃建萍;

添加蚓糞對(duì)玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響    鄒星星;鄭正;陳廣銀;羅艷;

聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝    王銀和;杜培清;趙玉柱;夏曉華;

微藻培養(yǎng)技術(shù)處理豬糞厭氧發(fā)酵廢水效果    李巖;周文廣;張曉東;孫立;

寵物狗糞便厭氧發(fā)酵試驗(yàn)研究    雷宇;馬煜;劉士清;張無敵;尹芳;徐銳;李建昌;陳玉保;

大中型沼氣工程二次厭氧發(fā)酵工藝應(yīng)用探討    付傳勇;

兩種底物厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫能力的比較    王占青;李永峰;劉喆;張敏;

農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵影響因素探討    龐小平;牛明芬;王賽月;王昊;

篁竹草厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性及結(jié)構(gòu)變化研究    羅艷;陳廣銀;羅興章;鄭正;鄭斌國(guó);方彩霞;

天然橡膠廢水處理工藝及綜合利用研究    張信武;

好氧堆肥為沼氣發(fā)酵提供熱量的可行性研究    張海勤;張霞;董仁杰;

農(nóng)作物秸稈利用技術(shù)綜述    李秀榮;

我首條垃圾聯(lián)合厭氧發(fā)酵生產(chǎn)線運(yùn)行    記者 胡左

秸稈厭氧發(fā)酵制氫產(chǎn)氣量提高    錢伯章

厭氧發(fā)酵：城市垃圾處理新方法    尚東 編譯

南豐生豬污物“厭氧發(fā)酵”環(huán)保又經(jīng)濟(jì)    平衛(wèi)東

秸稈生化飼料的制作    宿煥德

國(guó)家?？钪С洲r(nóng)業(yè)固體廢棄物轉(zhuǎn)化研究    史曉龍

傳祥垃圾處理公司“城市有機(jī)廢棄物聯(lián)合厭氧發(fā)酵示范工程”通過驗(yàn)收    記者魏富強(qiáng)

垃圾變無味無害有機(jī)肥    記者 何穎思　通訊員 城管委

利用秸稈壓塊技術(shù)創(chuàng)造多贏 農(nóng)村秸稈焚燒問題有望解決    馬廷坡

我國(guó)首創(chuàng)秸稈發(fā)電    金廷海 郭春燕

混合原料沼氣厭氧發(fā)酵影響因素分析及工藝優(yōu)化    王曉嬌

厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸微生物種群生態(tài)及互營(yíng)關(guān)系研究    王晉

CO厭氧發(fā)酵制氫工藝基礎(chǔ)及反應(yīng)器性能研究    趙亞

混合菌群厭氧發(fā)酵的代謝模型及其過程控制    張放

秸稈沼氣厭氧發(fā)酵的預(yù)處理工藝優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性分析    宋籽霖

基于酸堿調(diào)節(jié)的剩余污泥水解酸化及其機(jī)理研究    苑宏英

厭氧發(fā)酵技術(shù)處理餐廚垃圾產(chǎn)沼氣的研究    張存勝

流域水葫蘆控制與利用生態(tài)工程研究    陳彬

重組產(chǎn)氣腸桿菌提高產(chǎn)氫效率的研究    趙錦芳

城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸條件優(yōu)化及其機(jī)理研究    劉曉玲

農(nóng)作物秸稈干式厭氧發(fā)酵特性的研究    林峰

沼氣發(fā)酵復(fù)合菌系及其在牛糞厭氧發(fā)酵中的應(yīng)用    戚桂娜

聚合草厭氧發(fā)酵特性和產(chǎn)氣潛力的研究    鄭敏

有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵特性的研究    周嶺

熱堿預(yù)處理對(duì)秸稈厭氧發(fā)酵的影響    鄭萬里

生物垃圾厭氧發(fā)酵的原理研究    涂衛(wèi)峰

水葫蘆干式厭氧發(fā)酵制沼氣實(shí)驗(yàn)研究    陶亮

玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)研究    唐大惠

秸稈發(fā)酵劑的研究    蔡興旺

牛糞厭氧發(fā)酵處理研究    馬傳杰