粉碎預(yù)處理對秸稈沼氣發(fā)酵浮渣形成的影響研究

【摘要】：以農(nóng)作物秸稈為代表的纖維類原料密度小且不易分解,在沼氣發(fā)酵液中容易上浮結(jié)殼,嚴(yán)重限制了其沼氣化利用效率。本文基于現(xiàn)有的秸稈沼氣工程的發(fā)酵工藝,以我國三大農(nóng)作物——水稻、小麥和玉米秸稈為發(fā)酵原料,采用機械預(yù)處理的方法使秸稈原料分別達(dá)到5cm、2cm和過篩10目三個粒度后,在自行設(shè)計有效容積為22 L有機玻璃發(fā)酵罐內(nèi),進行中溫批式沼氣發(fā)酵實驗(發(fā)酵溫度:35±1℃;發(fā)酵TS濃度:4.2%;發(fā)酵周期:60 d),研究其沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣性能、結(jié)殼層物理特性和破殼強度,并根據(jù)試驗結(jié)果對秸稈沼氣工程破殼能耗進行分析,得出三種秸稈凈能輸出最大的發(fā)酵粒度,以提高工程運行效率。其試驗的主要結(jié)論如下:(1)在產(chǎn)氣性能方面,三種秸稈的不同粒度實驗表明,粒度越小,產(chǎn)氣效果越好。當(dāng)粒度分別為5cm、2cm和過篩10目時,水稻秸稈產(chǎn)氣率分別為382.42 ml/g TS、413.34 ml/g TS和483.35ml/gTS,平均甲烷含量分別為52.68%、53.45%和54.88%;小麥秸稈產(chǎn)氣率分別為377.25 ml/g TS、398.14 ml/g TS和431.04ml/g TS,平均甲烷含量分別為58.00%、58.10%和59.53%;玉米秸稈產(chǎn)氣率分別為416.28 ml/g TS、509.53ml/g TS和529.10ml/g TS,平均甲烷含量分別為58.40%、58.34%和58.42%。(2)在結(jié)殼層特性方面,三種粒度秸稈都呈現(xiàn)粒度越小,結(jié)殼層密度越大,但結(jié)殼層厚度和失水層厚度都越小,最終,破殼強度越小。當(dāng)秸稈粒度為5cm、2cm和過篩10目時,水稻秸稈結(jié)殼層最終密度分別為54.84g/L、62.67g/L和99.71g/L,但結(jié)殼層最終厚度分別為20cm、17.5cm和11cm,結(jié)殼層失水層最終厚度分別為10cm、6cm和1cm,最終,破殼強度分別為3.14kPa、2.10kPa和1.24kPa;小麥秸稈結(jié)殼層最終密度分別為51.40g/L、61.39g/L和105.25g/L,但結(jié)殼層最終厚度分別為21.5cm、18cm和10.5cm,結(jié)殼層失水層最終厚度分別為10cm、6cm和1cm,最終,破殼強度分別為3.20kPa、2.17kPa和1.27kPa;玉米秸稈結(jié)殼層最終密度分別為59.43g/L、75.27g/L和112.91g/L,但結(jié)殼層最終厚度分別為19cm、15cm和10cm,結(jié)殼層失水層最終厚度分別為10cm、8cm和2.5cm,最終,破殼強度分別為1.90kPa、1.08kPa和0.81kPa。(3)對不同粒徑秸稈的結(jié)殼層最低處、發(fā)酵液水位線處以及最頂處進行掃描電鏡(SEM)發(fā)現(xiàn):三種秸稈浮渣下部分解程度最大,厭氧消化最充分,而上部分解最弱,幾乎不分解,中部分解程度居于以上兩者之間,表明結(jié)殼層的形成會直接導(dǎo)致發(fā)酵原料的失水,影響秸稈的分解。(4)以發(fā)酵容積為500m3的秸稈沼氣工程為例,分別采用粒度為5cm、2cm和過篩10目水稻、小麥和玉米秸稈為發(fā)酵原料,以30天為發(fā)酵周期,參照上述試驗中原料產(chǎn)氣率、破殼強度值,并根據(jù)不同粒徑秸稈的機械預(yù)處理設(shè)備能耗,分析計算出不同粒徑秸稈的凈能產(chǎn)出。水稻、小麥和玉米秸稈都是過篩10目時,凈能輸出最大,分別為24352.97kW·h、23304.79kW·h和27816.60kW·h。 【關(guān)鍵詞】：秸稈粒度 沼氣發(fā)酵 浮渣特性 破殼 能耗分析
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 英文縮略表14-15
• 第一章 引言15-27
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 中國農(nóng)作物秸稈資源現(xiàn)狀及處置情況16-20
• 1.2.1 中國農(nóng)作物秸稈資源現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 中國農(nóng)作物秸稈處置情況18-20
• 1.3 秸稈沼氣發(fā)酵20-22
• 1.3.1 影響秸稈沼氣發(fā)酵的主要因素20-21
• 1.3.2 秸稈的植物學(xué)結(jié)構(gòu)形態(tài)21
• 1.3.3 秸稈沼氣發(fā)酵的關(guān)鍵問題——結(jié)殼21-22
• 1.4 國內(nèi)外秸稈沼氣發(fā)酵研究現(xiàn)狀22-25
• 1.4.1 國內(nèi)外秸稈沼氣發(fā)酵研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4.2 秸稈沼氣浮渣結(jié)殼層的研究進展23-25
• 1.5 研究目的、意義和內(nèi)容25-27
• 第二章 不同粒度稻秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)沼氣及其浮渣結(jié)殼特性研究27-39
• 2.1 試驗?zāi)康?/span>27
• 2.2 試驗材料與方法27-29
• 2.2.1 試驗材料27
• 2.2.2 試驗裝置27-28
• 2.2.3 試驗過程28
• 2.2.4 測試項目28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-37
• 2.3.1 不同粒度稻秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣速率分析29-32
• 2.3.2 不同粒度稻秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣潛力分析32
• 2.3.3 不同粒度稻秸沼氣發(fā)酵結(jié)殼層特征分析32-34
• 2.3.4 結(jié)殼層不同厚度處掃描電鏡（SEM）分析34-37
• 2.3.5 不同粒度稻秸沼氣發(fā)酵結(jié)殼層破殼強度分析37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第三章 不同粒度麥秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)沼氣及其浮渣結(jié)殼特性研究39-49
• 3.1 試驗?zāi)康?/span>39
• 3.2 試驗材料與方法39
• 3.2.1 試驗材料39
• 3.2.2 試驗裝置39
• 3.2.3 試驗過程39
• 3.2.4 測試項目39
• 3.3 結(jié)果與討論39-47
• 3.3.1 不同粒度麥秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣速率分析39-43
• 3.3.2 不同粒度麥秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣潛力分析43
• 3.3.3 不同粒度麥秸沼氣發(fā)酵結(jié)殼層特征分析43-45
• 3.3.4 結(jié)殼層不同厚度處掃描電鏡（SEM）分析45-47
• 3.3.5 不同粒度麥秸沼氣發(fā)酵結(jié)殼層破殼強度分析47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 不同粒度玉米秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)沼氣及其浮渣結(jié)殼特性研究49-58
• 4.1 試驗概述49
• 4.2 試驗材料、裝置、方法與測試項目49
• 4.2.1 試驗材料49
• 4.2.2 試驗裝置49
• 4.2.3 試驗方法49
• 4.2.4 測試項目49
• 4.3 結(jié)果與討論49-56
• 4.3.1 不同粒度玉米秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣速率分析49-52
• 4.3.2 不同粒度玉米秸沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣潛力分析52
• 4.3.3 不同粒度玉米秸沼氣發(fā)酵結(jié)殼層特征分析52-54
• 4.3.4 結(jié)殼層不同厚度處掃描電鏡（SEM）分析54-56
• 4.3.5 不同粒度玉米秸沼氣發(fā)酵結(jié)殼層破殼強度分析56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 能耗分析58-65
• 5.1 農(nóng)作物秸稈粉碎技術(shù)58-61
• 5.1.1 我國農(nóng)作物秸稈粉碎技術(shù)58
• 5.1.2 錘片式粉碎機性能分析58-61
• 5.2 農(nóng)作物秸稈能耗分析61-63
• 5.2.1 農(nóng)作物秸稈粉碎能耗分析61-62
• 5.2.2 農(nóng)作物秸稈破殼能耗分析62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 第六章 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72
• 作者簡歷72

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

秸稈直接液化技術(shù)研究進展    徐鳳英;梁英;方桂珍;

我國秸稈粉碎機的研究現(xiàn)狀與展望    祖宇;郝玲;董良杰;

農(nóng)村戶用沼氣池破殼技術(shù)改進    劉德源;

中國大陸秸稈露天焚燒的經(jīng)濟損失研究    王麗;李雪銘;許妍;

農(nóng)村戶用自動破殼沼氣池的初步研究    劉德源;

中國秸稈焚燒的遙感監(jiān)測與分析    何立明;王文杰;王橋;魏斌;厲青;王昌佐;劉曉曼;

我國秸稈沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢    陳羚;趙立欣;董保成;萬小春;高新星;

自動回流破殼(PVC)沼氣池的構(gòu)造與建造    劉德源;朱麗清;蘇杰南;

秸稈飼料加工機械現(xiàn)狀及進展    于海燕,劉向陽

我國秸稈加工機械的發(fā)展分析    王芳;王春光;

不同溫度下總固體濃度對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響    宋籽霖

EOS-MODIS數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用進展及前景    楊麗萍;楊玉永;

麥秸稈稀酸水解條件的研究    程旺開;湯斌;張慶慶;陳阿娜;翟光雯;周逢云;陳中碧;

淮南地區(qū)農(nóng)作物秸稈循環(huán)利用模式    程少武;黃志斌;

不同耕作·栽培方式下稻草還田對水稻產(chǎn)量及土壤理化性狀的影響    彭志紅;李明德;蔡立湘;聶軍;廖育林;劉瓊峰;

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;

我國秸稈焚燒的現(xiàn)狀危害與禁燒管理對策    畢于運;王亞靜;高春雨;

生物炭在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用    張忠河;林振衡;付婭琦;王宏海;康全德;尤希鳳;

稀堿法預(yù)處理對秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響研究    楊立;張婷;龔乃超;李紅麗;

基于循環(huán)農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物秸稈資源化利用模式研究    馮偉;張利群;何龍娟;龐中偉;郭淑珍;

我國秸稈粉碎機的研究現(xiàn)狀與展望    祖宇;郝玲;董良杰;

秸稈、藍(lán)藻和餐廚廢棄物等生物質(zhì)資源化利用的進展與探討    翟志軍;李俊;陳祥松;吳金勇;姚建銘;

廣西農(nóng)林廢棄物熱解汽化技術(shù)現(xiàn)狀及展望    陳偉強;冼萍;黃世釗;周航;

沈陽地區(qū)生物質(zhì)燃料的開發(fā)和利用    楊曉輝;

青貯飼料收獲機關(guān)鍵部件設(shè)計與應(yīng)用研究    趙滿全;韓寶生;佘大慶;劉偉峰;劉漢濤;陳鐵英;

秸稈類高C/N原料厭氧產(chǎn)甲烷條件初探    艾平;晏水平;王媛媛;王殿龍;張衍林;

生物質(zhì)制二甲醚的發(fā)展前景及技術(shù)關(guān)鍵    林樂騰;蔡飛鵬;孫立;許敏;伊?xí)月?田永春;

基于TM影像的南京市土地利用變化遙感監(jiān)測與評價    梅卓華;

生物質(zhì)高效潔凈燃燒技術(shù)研究與應(yīng)用    孫軍;

中國生物質(zhì)能技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    王述洋;譚文英;

秸稈微生物降解過程中不同預(yù)處理方法的比較研究    李湘;魏秀英;董仁杰;

稻殼制備燃料乙醇及綜合利用    麻越佳

可再生能源發(fā)電政策與環(huán)境效益分析方法研究    秦湘靈

木質(zhì)生物質(zhì)預(yù)處理、組分分離及酶解糖化研究    王堃

中國木本油料能源樹種資源開發(fā)潛力與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究    劉軒

流化式自供熱型制生物燃油關(guān)鍵裝置設(shè)計理論研究    劉向東

栽培管理措施和環(huán)境脅迫對柳枝稷生長特性和生物質(zhì)品質(zhì)的影響    李繼偉

工業(yè)木質(zhì)素催化液化制備酚類化學(xué)品的研究    隋鑫金

玉米秸稈水解及其制備甲基呋喃類液體燃料的研究    張俊華

油脂廢渣在食用菌生產(chǎn)中的資源化技術(shù)研究    王錫琴

生物質(zhì)焦油燃燒動力學(xué)及其燃料特性實驗研究    張全國

生物質(zhì)快速熱解制生物質(zhì)油的實驗研究    胡興濤

生物質(zhì)及其熱解液體產(chǎn)物分析研究    馬梅英

玉米秸稈熱解制取生物油及其性質(zhì)研究    王通洲

生物質(zhì)熱裂解制取生物油的研究    孫玉鳳

12MW生物質(zhì)能發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)研究    劉婷婷

兩段式生物質(zhì)催化裂解—炭基催化劑的研究    孫青松

氣流床條件下生物質(zhì)氣化反應(yīng)特性研究    梅勤峰

以銅渣為催化劑的松木屑?xì)饣匦詫嶒炑芯?nbsp;   岳旭飛

利用甜高粱秸稈榨汁后的皮渣替代玉米秸稈制取青貯飼料    柴慶偉

微波條件下生物油催化酯化提質(zhì)的研究    郭春霞

秸稈焚燒對農(nóng)田土壤動物群落結(jié)構(gòu)的影響    解愛華;付榮恕;

農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用途徑探討    胡明秀

攪拌對沼氣發(fā)酵的影響    蘇宜虎;陳曉東;馬洪儒;

沼氣發(fā)酵殘留物在養(yǎng)殖業(yè)中的綜合利用    趙希彥;

我國秸稈焚燒的現(xiàn)狀危害與禁燒管理對策    畢于運;王亞靜;高春雨;

新型蛋形內(nèi)水壓組裝式戶用沼氣池的結(jié)構(gòu)與功能    陸永成;陸秀堯;

稻秸與藍(lán)藻混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣試驗研究    徐雙鎖;劉愛民;蔡欣;盧存龍;彭鵬;

秸桿焚燒污染問題的成本-效益分析——以河南省信陽市為例    梅付春;

北京大興區(qū)在全國首家應(yīng)用沼氣干發(fā)酵技術(shù)    

山東省大氣污染經(jīng)濟損失估算    王艷,趙旭麗,許楊,李彥

農(nóng)業(yè)廢棄物資源化現(xiàn)狀與多元循環(huán)利用探討    薛智勇;王衛(wèi)平;許育新;朱鳳香;

生物預(yù)處理玉米秸稈厭氧干發(fā)酵特性及沼渣基質(zhì)利用的研究    趙玲

熱堿預(yù)處理對秸稈厭氧發(fā)酵的影響    鄭萬里

玉米秸稈厭氧消化試驗研究    高志堅

隴東高原農(nóng)村沼氣開發(fā)與綜合利用研究    郭云旭

桑枝削片粉碎機三維設(shè)計與結(jié)構(gòu)分析的研究    錢春華

稻草干法厭氧發(fā)酵生產(chǎn)生物氣的試驗研究    張望

復(fù)合式秸稈粉碎機設(shè)計方法理論研究    汪莉萍

沼氣發(fā)酵產(chǎn)物的綜合利用    李志;

沼氣發(fā)酵產(chǎn)物的利用技術(shù)    林劍鋒

沼氣發(fā)酵產(chǎn)物在果樹(品)上的利用    賀天祥;巫世芬;郭久才;肖東升;

成都生物所沼氣發(fā)酵技術(shù)取得突破    渝慶;

沼氣發(fā)酵投料宜在什么時間進行    

沼氣發(fā)酵產(chǎn)物在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用    范國慶;馬建芳;高秀珍;

農(nóng)村沼氣發(fā)酵綜合利用的優(yōu)勢分析及發(fā)展建議    蘇宜虎;

世界最新干法沼氣發(fā)酵技術(shù)    

淺談?wù)託獍l(fā)酵    彭武厚;陸鑫;

沼氣發(fā)酵產(chǎn)物的利用技術(shù)    欒云松;

畜禽糞便最佳處理方式沼氣發(fā)酵法    毛文智;常青;

沼氣發(fā)酵產(chǎn)物的綜合利用    楊波;

消毒劑對養(yǎng)殖場糞污產(chǎn)沼氣的影響    張京景;蘇有勇;孔琳;陳飛;李昊;

沼氣發(fā)酵在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    李順鵬;何健;崔中利;

環(huán)境溫度影響沼氣發(fā)酵裝置平穩(wěn)產(chǎn)氣因素分析    田曉東;強健;張典;孫明;陸軍;

沼氣發(fā)酵殘余物的綜合利用及其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的意義    虞方伯;何健;管曉進;管莉菠;李順鵬;

牛糞沼氣發(fā)酵過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、微生物生理群變化及產(chǎn)甲烷菌多樣性研究    汪婷;何健;趙子如;李順鵬;

生態(tài)農(nóng)場沼氣發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用研究    林聰;王金花;許海玲;

沼氣發(fā)酵在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究    趙凱;林聰;王金花;

論秸稈沼氣發(fā)酵在循環(huán)農(nóng)業(yè)中的作用    邱凌;王蘭英;王曉超;劉洋;

新型規(guī)?；煞ㄕ託獍l(fā)酵技術(shù)與裝備面世    記者 王海蘊

沼氣發(fā)酵殘留物綜合利用    宋張尹

沼氣發(fā)酵需哪些條件    高樹銘 費新東

沼氣發(fā)酵是怎么回事？    彭惠玲

創(chuàng)造適宜的沼氣發(fā)酵環(huán)境    夏娥兒

沼氣發(fā)酵的日常管理包含哪些內(nèi)容    宋張尹

沼氣發(fā)酵的起動    省農(nóng)村能源辦

無公害蔬菜施肥關(guān)鍵技術(shù)    煙臺市農(nóng)技推廣中心 孫豐寶

沼液在種植業(yè)中的應(yīng)用    

使用沼液防治病蟲害    宋張尹

肺炎病患下呼吸道及沼氣發(fā)酵體系的宏基因組學(xué)研究    楚亞男

棉稈沼氣發(fā)酵過程優(yōu)化及微生物群落分子多樣性研究    王江麗

粉碎預(yù)處理對秸稈沼氣發(fā)酵浮渣形成的影響研究    熊霞

高濃度物料沼氣發(fā)酵過程混合攪拌及其影響因素的研究    劉刈

新型高效戶用沼氣發(fā)酵裝置試驗研究    王學(xué)濤

沼氣發(fā)酵生態(tài)系統(tǒng)與殘留物綜合利用技術(shù)研究    王金花

棉稈預(yù)處理及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)微生物群落多樣性研究    白云

消毒劑對沼氣發(fā)酵影響的試驗研究    張京景

馬鈴薯渣沼氣發(fā)酵體系的建立及固定床發(fā)酵工藝    付博銳

低溫沼氣發(fā)酵優(yōu)良菌系的篩選及優(yōu)勢菌群分析    孔維濤

太陽能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)研究    杜雙力