秸稈連續(xù)厭氧消化廂式裝置及試驗研究

【摘要】：為解決農作物秸稈在厭氧消化中存在預處理過程能耗高、進出料困難、反應過程控制性差、原料上浮結殼、消化周期長、原料轉化率低等問題，本文設計了廂式進出料連續(xù)厭氧消化裝置，并利用該裝置以玉米、小麥、水稻三種作物秸稈為原料，在不添加任何外源物質的情況下，進行純秸稈厭氧消化試驗，研究了不同原料在裝置中的運行狀況和產氣效果，對裝置的可行性進行了分析研究，主要結論如下： (1)在初步設計的裝置中，發(fā)現(xiàn)不需要粉碎、加酸堿等繁瑣、能耗高、污染重的預處理，僅對玉米秸稈僅切割和沼液浸泡預處理，便能快速、高效的進行厭氧消化產沼氣，證明本裝置可以順利進行秸稈的厭氧消化。 (2)試驗溫度為（35±1)。C，試驗時間為60天，原料滯留期30天，原料長度18cm，裝廂TS質量為115g，TS濃度為5.85%，原料廂進出和傳動過程操作簡單、運行順利，產氣量平穩(wěn)上升，滿負荷十個原料廂1150g運行時最高日產氣量為21.33L，日均產氣量為19.94L，原料TS產氣率0.495L/g，VS產氣率為0.598L/g，容積產氣率為0.309m3/(m3_d)。 (3)采用結構優(yōu)化設計后制作的裝置，對玉米秸稈、水稻秸稈、小麥秸稈進行試驗，試驗條件與玉米試驗相同，原料切割長度為20cm，裝料量250gTS，TS濃度為17.71%、16.31%和16.33%。玉米、小麥、水稻秸稈累計產氣量達到2100.09L、1312.13L和1250.60L，滿負荷運行日均產氣量分別為44.76L、25.65L和26.66L，原料TS產氣率為0.537L/g、0.308L/g和0.319L/g，原料VS產氣率為0.649L/g、0.373L/g和0.369L/g，容積產氣率分別為0.632m3/(m3_d)、0.362m3/(m3_d)和0.363m3/(m3_d)。 (4)靜態(tài)批式試驗中，玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈分別在第7、2、4天達到了產氣高峰，之后產氣量不斷下降，在第40天下降到80ml，遂結束了試驗；40天累計產氣量38450ml、21746ml、16937ml,前30天累計產氣量35723ml、20298ml、15608ml。前30天累計產氣量占總產氣量的92%以上，所以本試驗滯留期選取30天是合適的。通過產氣量對比，廂式裝置和工藝具有較大的優(yōu)勢。 【關鍵詞】：農作物秸稈 連續(xù)厭氧消化 廂式進出料 靜態(tài)工藝學
【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 附件2-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 引言11-22
• 1.1 研究背景11-15
• 1.1.1 中國農作物秸稈總量、種類及分布11-12
• 1.1.2 農作物秸稈理化性質12-13
• 1.1.3 國內外農作物稻稈應用現(xiàn)狀13-14
• 1.1.4 存在問題14-15
• 1.2 農作物秸稈厭氧消化技術研究進展15-20
• 1.2.1 厭氧消化技術研究進展15
• 1.2.2 秸稈原料預處理研究進展15-17
• 1.2.3 反應裝置研究進展17-18
• 1.2.4 反應過程影響因素研究進展18-20
• 1.2.5 存在問題20
• 1.3 課題研究內容、目的及意義20-22
• 1.3.1 研究目的和意義20-21
• 1.3.2 研究內容21-22
• 第二章 試驗裝置的設計與分析22-27
• 2.1 設計背景22
• 2.2 設計思路22-24
• 2.2.1 預處理過程22-23
• 2.2.2 進出料過程23
• 2.2.3 厭氧消化裝置23
• 2.2.4 沼渣、液處理23-24
• 2.3 秸稈連續(xù)厭氧消化廂式裝置24-25
• 2.3.1 裝置結構24-25
• 2.3.2 運行過程25
• 2.4 可行性分析25-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 秸稈連續(xù)厭氧消化廂式裝置啟動試驗27-34
• 3.1 試驗概述27
• 3.2 試驗材料與方法27-29
• 3.2.1 試驗材料27-28
• 3.2.2 試驗儀器28
• 3.2.3 試驗參數(shù)28
• 3.2.4 測試項目28-29
• 3.2.5 試驗方法29
• 3.3 結果與討論29-33
• 3.3.1 產氣情況29-30
• 3.3.2 氣體成分變化30-31
• 3.3.3 消化液pH變化情況31-32
• 3.3.4 純秸稈廂式裝置厭氧消化可行性32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 秸稈連續(xù)厭氧消化廂式裝置優(yōu)化設計34-38
• 4.1 優(yōu)化設計思路34
• 4.2 優(yōu)化設計項目34-35
• 4.2.1 預處理過程34
• 4.2.2 進出料過程34-35
• 4.2.3 厭氧消化裝置35
• 4.3 優(yōu)化后秸稈連續(xù)厭氧消化廂式裝置35-37
• 4.3.1 裝置結構35-36
• 4.3.2 裝置優(yōu)勢36-37
• 4.4 本章小結37-38
• 第五章 秸稈連續(xù)厭氧消化廂式優(yōu)化裝置試驗38-48
• 5.1 實驗概述38
• 5.2 試驗材料與方法38-40
• 5.2.1 試驗材料38-39
• 5.2.2 試驗儀器39
• 5.2.3 試驗參數(shù)39
• 5.2.4 測試項目39-40
• 5.2.5 試驗方法40
• 5.3 結果與討論40-46
• 5.3.1 三種秸稈原料產氣情況40-42
• 3.3.2 氣體成分變化42-45
• 3.3.3 消化液pH變化情況45-46
• 5.4 本章小結46-48
• 第六章 秸稈廂式試驗與靜態(tài)試驗對比試驗48-52
• 6.1 試驗概述48
• 6.2 試驗材料與方法48-50
• 6.2.1 試驗材料48
• 6.2.2 試驗儀器與裝置48-49
• 6.2.3 試驗參數(shù)49
• 6.2.4 測試項目49
• 6.2.5 試驗方法49-50
• 6.3 結果與討論50-51
• 6.3.1 三種秸稈原料產氣情況對比分析50
• 6.3.2 兩種裝置數(shù)據(jù)對比研究50-51
• 6.4 本章小結51-52
• 第七章 結論與建議52-55
• 7.1 結論52-53
• 7.2 建議53-55
• 參考文獻55-60
• 致謝60-61
• 作者簡歷61

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內容

厭氧發(fā)酵技術工廠化生產沼氣的現(xiàn)狀及展望    孫孝政,夏吉慶,田曉峰

不同預處理條件對小麥秸稈厭氧消化的影響    劉丹婭;張文陽;張輝;

木質纖維素原料厭氧生物降解研究進展    楊世關;李繼紅;孟卓;鄭正;

中國作物秸稈資源評估研究現(xiàn)狀    謝光輝;王曉玉;任蘭天;

生態(tài)農業(yè)建設對策研究——以安徽宿州為例    任士忠;王忠鳳;

江蘇省畜禽糞便資源化利用技術現(xiàn)狀及其未來市場需求展望    王楊;趙言文;盧婧;

2006年陜西省農業(yè)廢棄物存量估算    賈玉;陸遷;張德榮;趙艷;

幾種沼液復配農藥對小麥雪霉葉枯病菌的抑制效果研究    管莉菠;虞方伯;羅錫平;張妙仙;單勝道;

云南省農作物秸稈資源綜合利用現(xiàn)狀    胡曉明;張無敵;尹芳;

蘆葦秸稈稀硫酸水解工藝研究    余曉紅;邵榮;董銳;許偉;

微生物預處理稻草秸稈產沼氣試驗研究    胡曉明;張無敵;尹芳;劉士清;李建昌;徐銳;陳玉保;

不同來源污泥對玉米秸稈固態(tài)厭氧發(fā)酵的影響    崔鳳杰;汪宇研;李向菲;周宇光;陳華友;孫文敬;黃達明;

厭氧發(fā)酵液后續(xù)處理研究進展及展望    王旦一;朱洪光;

盤錦市畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染現(xiàn)狀及治理對策    范洪鵬;

沼氣發(fā)酵在生態(tài)農業(yè)中的應用    林國慶;

貴州省農村新能源建設——沼氣利用技術    張瑞雪;

江西省農業(yè)生產中化學品使用對生態(tài)環(huán)境的不利影響及其對策淺析    胡小華;

生態(tài)農業(yè)是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路    沈書娜;韓保恒;茍君;

稻草秸桿制板的工藝研究    沈瑾;蔡學斌;

接種物、pH值、曝氣對秸稈兩相厭氧消化的影響    朱瑾;葉小梅;常志州;許智;杜靜;

農業(yè)廢棄物資源化利用模式研究    張玉華;劉東生;孫麗英;萬小春;

沼液無害化處理和資源化利用文獻綜述    韓敏;劉克鋒;高程達;

湖南省畜禽養(yǎng)殖場糞便污染治理意愿及其環(huán)境成本控制研究    武深樹

人工濕地減排溫室氣體估算研究    潘濤

利用轉基因技術創(chuàng)造適合纖維素乙醇生產的玉米新材料    張淑娟

中國農村戶用沼氣區(qū)域適宜性與可持續(xù)性研究    陳豫

沼氣高效厭氧發(fā)酵的條件及產氣效應研究    楚莉莉

以醋酸為催化劑由戊糖經反應萃取制取糠醛的過程研究    薄德臣

中國畜牧業(yè)面源污染研究    張暉

有機無機肥配施對土壤微生物與養(yǎng)分動態(tài)及作物生長的影響研究    張玉平

生物預處理玉米秸稈厭氧干發(fā)酵特性及沼渣基質利用的研究    趙玲

農村生豬養(yǎng)殖區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理的反饋仿真及應用研究    王翠霞

沼氣在無公害蔬菜中的應用研究    王路易

基于能值分析的循環(huán)農業(yè)發(fā)展研究    周海川

葉面噴施沼液及KH_2PO_4對設施油桃光合特性及果實品質的影響    王晨冰

濰坊市農業(yè)循環(huán)經濟發(fā)展研究    劉剛

陜西省農業(yè)循環(huán)經濟發(fā)展現(xiàn)狀及對策研究    張琳

棉稈力學特性研究與切割實驗臺的研制    杜現(xiàn)軍

寒冷地區(qū)沼氣穩(wěn)定生產技術研究開發(fā)    朱彧

鈍頂螺旋藻對沼液的處理與利用    夏旗

基于氮素損失原位控制和滲濾液零排的廚余垃圾堆肥技術參數(shù)    魏洪飛

種植業(yè)有機廢棄物厭氧發(fā)酵產氣特性及動態(tài)工藝學研究    白娜

綜述棉籽的深加工及綜合利用    鄭曉吉;周金玲;羅鵬;

農作物秸稈的綜合利用    韓學鳳,張鵬,易欣欣

我國農作物秸稈資源的分布、利用與開發(fā)策略    汪海波;秦元萍;余康;

植物纖維素原料預處理技術的研究進展    陳育如,夏黎明,吳綿斌,岑沛霖

中國作物秸稈資源利用現(xiàn)狀分析    高祥照,馬文奇,馬常寶,張福鎖,王運華

初沉污泥和廚余垃圾的混合中溫厭氧消化    付勝濤;于水利;嚴曉菊;

中國區(qū)域農田秸稈露天焚燒排放量的估算    曹國良;張小曳;王亞強;鄭方成;

大中型沼氣工程技術講座(一) 厭氧發(fā)酵及工藝條件    田曉東,強健,陸軍

中國農作物秸稈能源化潛力估算    張培棟;楊艷麗;李光全;李新榮;

農作物秸稈的厭氧消化試驗研究    李連華;馬隆龍;袁振宏;劉曉風;廖翠萍;

新型高效戶用沼氣發(fā)酵裝置試驗研究    王學濤

有機廢棄物厭氧發(fā)酵特性的研究    周嶺

玉米秸稈厭氧消化試驗研究    高志堅

麥秸和稻草高效中溫厭氧消化實驗研究    朱保寧

有機廢水高活性厭氧消化污泥馴化及其微生物學研究通過部級鑒定    ■文;

上海星火農場大型牛場糞便厭氧消化工程簡介    彭武厚，曾邦龍，陸鑫

有機廢水高活性厭氧消化污泥馴化及微生物學研究    

沼氣發(fā)酵中酸中毒的處理技術    彭景勛

厭氧消化玉米酒精廢醪前處理技術經濟分析    王俠,馬振忠,何志強

固體有機垃圾厭氧消化處理的研究進展    陳慶今,劉煥彬,胡勇有

厭氧消化工藝處理水果蔬菜廢棄物的研究進展    付勝濤,于水利

北京市餐廚垃圾產生狀況及厭氧發(fā)酵產氣潛力分析    劉曉英;李秀金;董仁杰;肖勇;馬欣欣;劉廣青;

厭氧消化中污泥濃度對毒物毒性大小的影響    趙劍強;

厭氧顆粒污泥形成過程中胞外多聚物作用的研究    劉雙江;胡紀萃;顧夏聲;

歐洲生物質厭氧消化工藝研究進展    黨鋒;李秀金;

林可霉素菌渣厭氧消化工況優(yōu)化及抑制因素分析    吳鐸;管冬興;呂凡;邵立明;何品晶;

生物質廢物中溫聯(lián)合厭氧消化的動力學研究    王典;孫軼斐;王偉;朱天樂;

預處理方式對多年生王草厭氧消化性能的影響    李連華;孫永明;丁翠花;孔曉英;楊富裕;李東;袁振宏;甑峰;

生活垃圾與人糞尿混合厭氧消化的試驗研究    韓艷霄;林聰;黃瑩;程東林;

畜禽糞便與玉米秸稈厭氧消化產氣特性    羅娟;董保成;陳羚;高新星;萬小春;趙立欣;

秸稈厭氧消化系統(tǒng)pH調控措施初探    段娜;林聰;蘇珊;

果蔬與餐廚垃圾混合厭氧消化產氣性能    呂琛;袁海榮;王奎升;朱保寧;劉研萍;李秀金;

NaOH和H_2O_2預處理對玉米秸稈厭氧消化的影響    劉研萍;方剛;黨鋒;朱保寧;周祺;夏瑜;李秀金;

城市生活垃圾厭氧消化反應動力學分析    盧旭珍;邱凌;張波;

沼氣產業(yè)：給2.8億噸秸稈找出路    黃朝武

城市生活垃圾處理 國家技術政策綱要（摘錄）    

沒有最好 只有最適宜    吳文偉　馬婧一

生物質能利用之路該怎樣走    本報記者 董樂平 牛澤剛

上海選擇發(fā)展能環(huán)工程    上海市農村能源辦公室 金堯

超聲波處理廢水污泥產生甲烷可發(fā)電    何兆

“土”氣解決大問題    李麗

淺談制漿造紙的廢水處理    汪煥心

我市籌建餐廚垃圾處理廠    記者 陳鈞

混凝氣浮法處理乳化液廢水    

基于提高麥秸厭氧消化性能的堿預處理方法研究及工程應用    龐云芝

水解酶預處理對城市有機生活垃圾厭氧消化的影響    李建昌

抗生素與重金屬對豬場廢水厭氧消化的抑制效應及其調控對策    孫建平

剩余污泥溫度分級—生物分相厭氧消化系統(tǒng)研究    蔚靜雯

厭氧發(fā)酵體系內小分子底物調控的研究    王慶峰

污泥預處理—厭氧消化工藝性能及預處理過程中有機物變化    胡凱

利用兩種大型海藻制備生物能源的探索研究    馮大偉

城市化糞池糞便污泥微生物減量技術及機理研究    宋珍霞

分段組合式厭氧生物反應器工作性能的研究    季軍遠

餐廚垃圾厭氧消化影響因素及動力學研究    吳云

蔬菜廢物中溫單相厭氧消化性能研究    毛菁菁

城市垃圾厭氧消化處理技術研究    喬瑋

動植物生產廢棄物厭氧消化工藝研究    盧旭珍

油脂對餐廚垃圾厭氧消化抑制效應的試驗研究    李小風

厭氧消化技術處理糞便污水的實驗研究    徐慶賢

家庭糞便和廚余垃圾現(xiàn)場處理技術研究    熊尚凌

秸稈連續(xù)厭氧消化廂式裝置及試驗研究    吳楠

玉米秸稈厭氧消化試驗研究    高志堅

城市污水處理廠污泥的脫水、厭氧消化及厭氧堆肥    施躍錦

常溫條件下UASB反應器處理淀粉廢水運行特性研究    王瑞