NaOH和NaHSO_3预处理对小麦秸秆厌氧消化产沼气过程的影响

为改善秸秆的厌氧消化性能,提高产沼气的效率,文章采用NaOH和NaHSO_3对小麦秸秆进行预处理,考察了不同浓度组合预处理对厌氧发酵产气效果的影响。试验结果表明:4%NaOH和3%NaHSO_3预处理的应用效果最佳,与仅用4%NaOH处理的效果相比,日产气量和累积产气量分别提高了55.59%和72.34%,甲烷含量也增加了13.17%。综合来看,NaOH和NaHSO_3联合预处理可以有效提高小麦秸秆的厌氧消化效率。     

基于3,5-二硝基水杨酸法的水稻秸秆酶解工艺

为了提高汽爆水稻秸秆还原糖的转化率,采用纤维素酶对水稻秸秆进行酶解实验.还原糖的含量用3,5-二硝基水杨酸法进行测定.实验选用加酶量、酶解时长和反应温度作为考察因素,以原始水稻秸秆与蒸汽爆破预处理水稻秸秆作对比.结果表明纤维素酶用量占秸秆干物质质量的10％,酶解时长48 h,反应温度50℃是一个较为理想的反应条件;原始水稻秸秆最大酶解还原糖产量约为9.7％;蒸汽爆破水稻秸秆最大酶解还原糖产量约为34.3％;蒸汽爆破预处理能够显著提高水稻秸秆的酶解还原糖产量,并缩短酶解反应时间.     

低强度水热法预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能

为了提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能,试验采用低强度水热法处理玉米秸秆,研究了预处理后玉米秸秆的性质变化以及产气性能。结果表明,低强度水热法能够有效提高玉米秸秆产气性能。在80℃,60%含水率和预处理24 h条件下,玉米秸秆产气量达到299.5 mL·g^-1VS,比对照组233.8 mL·g^-1VS提高了28.1%。在水热过程中添加秸秆干重的2%的NaOH后,50℃,60%含水率和预处理12 h条件下,玉米秸秆产气量达到444.1 mL·g^-1VS,比对照组提高了89.9%。因此,在水热预处理过程中添加NaOH能够有效提高玉米秸秆产气性能。     

不同预处理条件对水稻秸秆厌氧消化产气性能的影响

为探索合理的预处理方法以实现水稻秸秆的高效厌氧消化,笔者研究了NaOH,H_2SO_4与纤维素酶处理3种预处理方法对水稻秸秆厌氧消化产气性能的影响。将经预处理的60 g干物质的水稻秸秆放入发酵瓶中,在恒温(35℃±1℃)下进行沼气发酵试验。比较不同质量分数的NaOH,H_2SO_4,不同投加量纤维素酶预处理水稻秸秆的厌氧发酵效果,综合原料分解程度、总产气量、气体组分含量变化等指标,得出6%NaOH,2%H_2SO_4,纤维素酶添加量为40 U·g-1TS的预处理效果要分别优于同一组中其余质量分数的NaOH,H_2SO_4和不同添加量的纤维素酶;对比不同处理方法预处理水稻秸秆厌氧发酵产沼气的效果,经过纤维素酶预处理的单位固体发酵产气量、底物分解率、甲烷体积百分数总体表现优于对照组、NaOH以及H_2SO_4预处理组。因此,生物预处理可能成为今后水稻秸秆沼气工程较理想的预处理方法。     

有机溶剂预处理对麦秆厌氧发酵产气的影响

目前,通过对秸秆进行化学预处理后产沼气的研究越来越多,其中以酸碱作为预处理试剂最为常见,但酸碱试剂对设备腐蚀较严重且对环境造成二次污染,故试验选择在厌氧发酵过程中可以被微生物分解的有机溶剂甲醇、丙酮进行预处理。为此,利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以小麦秸秆为发酵原料,通过p H值、VFA、甲烷含量、还原糖等指标分析了秸秆经不同浓度的甲醇、丙酮处理后其厌氧发酵产气效率的变化。结果表明:浓度为3%、4%、5%的甲醇、丙酮预处理后的秸秆的累积产气量较对照组均有所提高。其中,5%丙酮处理秸秆后的发酵效果最好,较对照产气量增加了81%;经5%甲醇处理组的秸秆甲烷含量达到68%。     

小麦、玉米秸秆不同预处理产沼气试验研究

为探讨秸秆不同预处理产气量及甲烷含量的变化规律,本试验在实验室分别用沼液、绿秸灵预处理玉米及小麦秸秆,共设置六个处理进行秸秆沼气发酵试验。结果表明:在常温并保持相同浓度和C/N比的发酵条件下,单位质量干物质产气率(TS产气率)及甲烷含量的大小顺序均为:玉米秸秆+绿秸灵>玉米秸秆+沼液>小麦秸秆+绿秸灵>小麦秸秆+沼液>玉米秸秆CK>小麦秸秆CK,各处理间的差异达到显著水平,其中采用绿秸灵预处理秸秆的产气效果优于用沼液预处理的效果。在采用相同的预处理前提下,玉米秸秆的干物质产气率(TS产气率)及甲烷产气率(TSCH4产气率)均大于小麦秸秆的干物质产气率(TS产气率),表明玉米秸秆比小麦秸秆更适宜于沼气发酵。     

绿色木霉预处理协同外源氢对秸秆厌氧发酵产气性能提升的影响

以提高玉米秸秆预处理后还原糖含量和厌氧发酵产甲烷性能为目的，采用绿色木霉进行玉米秸秆预处理，通入外源氢气加强厌氧发酵产甲烷性能。实验结果表明，当预处理温度为36℃,时间为2 d,初始料液比为1∶1的绿色木霉处理条件时，还原糖含量最高，为27.66 mg·g^-1,预处理后累计产甲烷量比未经预处理实验组提高了39.0%,绿色木霉加氢组累计产甲烷量为木霉预处理组的2.6倍。表明绿色木霉预处理对玉米秸秆厌氧发酵有促进作用，外源加氢可有效提升厌氧发酵甲烷产量。     

芦笋秸秆预处理与厌氧发酵制取沼气试验

为了促进芦笋秸秆原料沼气发酵系统的产气效果,利用NaOH在无流动水的条件下对芦笋秸秆进行了碱性化学预处理,并在小型沼气发酵装置上以不同预处理时间、粒径和NaOH溶液质量分数对芦笋秸秆木质纤维素的变化及产沼效果的影响进行了试验研究.结果表明,预处理时间15～20 d比不经预处理的试验组启动时间提早10 d;芦笋秸秆粉碎和切割后,不经筛分的试验组比经过筛分后的试验组启动时间提早5～15 d,发酵周期缩短23 d;5% NaOH处理的试验组比NaOH 10%处理和不使用NaOH处理的试验组总产气量分别高453.82%和84.58%.综合比较,预处理时间15～20 d、不经筛分和5%NaOH处理的条件下是较优的工艺条件,沼气发酵后其甲烷体积分数最高达70%,pH值大于7.5,均在正常范围内.     

温度和生物预处理对稻草秸秆厌氧产气特性的影响

采用两种稻草秸秆进行生物预处理15d,30d,45d和60d后,在中温(35℃)和常温(25℃)条件下进行厌氧消化实验,研究牛物预处理后稻草秸秆主要成分的变化规律及其对产气量的影响.结果显示,经过生物预处理田中预腐稻草秸秆在中温条件下进行厌氧消化的累积产气量比常温条件下提高了10.5%～137.7%,而经生物预处理风干稻草秸秆在中温条件进行厌氧消化的累积产气量比常温条件下提高了22.1%～76.3%.因此,把中温消化和牛物预处理结合起来是提高稻草秸秆厌氧消化效率和产气量的有效方法.     

稀酸预处理玉米秸秆条件优化的试验研究

采用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理，采用DNS法测定玉米秸秆水解液中还原糖的含量，对水解温度、水解时间、稀硫酸质量分数、固液质量比4个因素进行单因素试验分析，再通过正交试验对预处理条件进行优化。试验结果表明，最佳预处理条件：水解温度为121℃，水解时间为1h，稀硫酸质量分数为0．6％，固液质量比为10％。     

热活化过硫酸钠预处理秸秆的工艺优化研究

文章对热活化过硫酸钠预处理玉米秸秆优化工艺条件进行了试验研究,在考察活化温度、预处理时间、过硫酸钠投加比、溶液pH值和固液质量比5个单因素对预处理效果影响的基础上,采用正交试验对预处理条件进行优化,得到最佳预处理条件为活化温度50℃,预处理时间16 h,过硫酸钠投加比0.5%,固液质量比1∶10,溶液pH值为5。此条件下,秸秆降解率为23.43%,还原糖得率为16.75%。     

氨水-氢氧化钾复合预处理提高菌糠厌氧消化性能的研究

针对菌糠酶水解性能和厌氧消化性能低的问题,文章开展了氨水-氢氧化钾(氨-钾)复合预处理提高菌糠厌氧消化产气性能的研究。结果表明:预处理试剂添加浓度为2%NH 3+4%KOH,35℃预处理3天条件下,稻草、玉米秸和麦秸3种菌糠甲烷产率分别提高20.0%,22.4%和16.7%,甲烷转化速率分别提高67.5%,145%和126.9%,生物降解性分别提高34.0%,39.1%和38.4%。预处理过程中3种菌糠半纤维素溶解,纤维素结晶结构被破坏,结晶度指数分别降低10%,13.6%和15.3%,预处理浸出物中SCOD含量分别提升50.4%,33.9%和36.7%;还原糖和VFAs含量分别提高至未处理的2.2,1.9,2.6倍和5.3,5.5,5.7倍。氨-钾复合预处理能够通过预水解作用提高菌糠厌氧消化性能,且对玉米秸菌糠提升效果最明显。     

农业秸秆烘焙特性及对其产物能源特性的影响

农业秸秆由于含水量高、能量密度低、不易储存等缺点,限制了其规模化应用。以稻秆、棉秆等典型秸秆为研究对象,采用固定床反应器研究了秸秆的烘焙及其对秸秆物化特性的影响。结果表明：烘焙后农业秸秆表观体积明显缩小,粒度分布更加均一化,可磨性能得到显著提升;固体含氧官能团数量减少,同时固定碳含量显著提升,氧含量明显降低,发热量明显提高;然而烘焙后质量产率和能量产率均有所降低,但能量产率始终优于质量产率。烘焙有利于秸秆能源特性的提高和物化特性的改善,对提高生物质品质有积极的作用。     

渠道防渗防冻胀复合型保温塑料板的试验研究

提出了一种填充玉米秆碎粉的复合型聚氨酯泡沫保温塑料板,初步确定了其配方和制备工艺,通过试验研究了不同玉米秆碎粉粒径（0〈D≤0．45mm,0．45mm〈D≤1.50mm,1．50mm〈D≤4．00mm等3种规格）和填充量对聚氨酯泡沫塑料的密度、压缩强度和导热性能的影响,以及不同的填充量及粒径对聚氨酯泡沫塑料的发泡时间、发泡成型效果的影响．结果表明,当玉米秸秆碎粉粒径一定时,随着填充量的增加,填充玉米秸秆碎粉的聚氨酯泡沫保温材料的密度增大,但压缩强度下降;当玉米秆碎粉粒径为0．45mm〈D≤1．50mm．填充量为30％时,制备的复合型聚氨酯泡沫塑料板的压缩强度（10％压缩变形）为85kPa,导热系数为0．038W／（m·K）,尺寸变化率（-40～＋70℃）为±1％,能够满足渠道衬砌防渗工程中防冻胀破坏的性能要求．经测算,与不填充玉米秆碎粉的聚氨酯泡沫塑料板相比,复合型泡沫塑料保温板的成本可降低约25％,而且能够充分利用农业生产的废弃物,减少丢弃或焚烧这些废弃物对环境造成的污染．     

秸秆厌氧干发酵产沼气的微量元素筛选

为研究微量元素对厌氧干发酵产沼气效果的影响,采用Plackett-Burman试验对7种不同微量元素进行优化筛选,以产气效果为指标,筛选对产气量有重要影响的因子。试验结果表明:微量元素对秸秆厌氧干发酵有明显促进作用,最大产气量为7 922mL,比空白组提高76.1%;显著因子为Ni,Mg,Mo。     

玉米高光效休耕轮作土壤含水量和光分布特征

通过四平地区春玉米田间试验,研究玉米高光效休耕轮作与玉米常规均匀垄耕种方式对比,在土壤容重、玉米根系干质量、土壤含水量、玉米透光率及产量方面的影响。结果表明:在玉米拔节期,0~40 cm土层土壤容重高光效显著低于均匀垄;在成熟期,0~10 cm和10~20 cm土层土壤容重高光效较均匀垄低6.98%和10.01%;根系干质量在玉米的吐丝期、乳熟期和成熟期高光效分别较均匀垄高19.04%、19.09%和18.84%;玉米在整个生长期,高光效比均匀垄平均含水量高出2.14%;均匀垄中部透光率平均值低于高光效,高光效底部透光率平均值在6月28日、7月14日和8月4日比均匀垄分别高15.33%、10.67%和7.00%,差异达显著水平。高光效较均匀垄单产产量高,且呈逐年递增的趋势。      

变速升温对玉米秸秆热解产物特性的影响

通过玉米秸秆的变速升温及传统匀速升温热解试验,对不同热解形式下生成的生物炭、生物油及热解气进行检测分析,探究升温速率对其热解产物特性的影响。试验表明,玉米秸秆减速升温生物炭得率和热解气得率分别为29.82%和27.49%,而加速升温的产物中生物油所占比例较大。通过热重试验及气相检测,发现不同的升温设置改变了生物质热解进程。此外对非冷凝气体进行气相检测分析发现,CO、CO2先于CH4溢出,而H2的溢出浓度随着热解温度的升高而增大。对生物油主要成分的检测分析发现,减速升温所制生物油的主要成分为小分子物质,大分子有机物含量很少,而加速升温可以得到更加丰富的多环芳烃。通过对产物的对比分析发现,在相同的热解时间下,减速升温速率设置不仅可以保证热解产物中较高的生物炭得率,且热解气得率比匀速升温试验增加4.49%,生物油相得率减少4.51%,且稠环芳烃含量较少。优化升温速率设置可提高生产效率,从而为生物质热解工程中的炭气油联产提供新的思路。     

9Z-6A型盘刀式铡草机切碎器改进设计与性能试验

针对青饲料切碎机存在的生产率低、能耗大的问题,以9Z-6A型盘刀式青饲料切碎机为对象,对其切碎器进行了改进设计和性能试验研究。在原机喂入口增加一把定刀,使切碎器处于双定刀切割工况。改进前后切碎器切割性能对比试验表明:额定工况下,玉米秸秆含水率为9.74%时,双定刀比单定刀的切割质量得到明显改善,功耗降低21.8%,度电产量提高了6.72%,生产率提高了4.38%;同时,获得了双定刀工作时切割速度对切碎器性能的影响规律,得到了切割性能最佳时的切割速度。     

玉米秸秆木质纤维含量与应力松弛特性关联度研究

应力松弛是玉米秸秆重要的流变特性,直接影响到玉米秸秆打捆的压缩变形、生产率和功耗.利用INSTRON 3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了玉米秸秆闭式压缩应力松弛试验,并测定了北京、辽宁、山东、湖北、陕西和重庆等地13个不同品种的成熟期玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数.以拟合应力松弛曲线得到的应力松弛时间、平衡弹性模量等作为应力松弛特性考核指标,采用灰色关联法分析玉米秸秆的应力松弛特性与木质纤维组成的相关性.研究表明,不同品种的玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数差异均显著(P＜0.05),应力松弛时间和平衡弹性模量主要与木质素质量分数相关,半纤维素质量分数主要与应力松弛时间相关,而三参数与纤维素质量分数相关度均较低.从微观角度来看,其关联度主要取决于各成分在细胞壁中的位置和功能.