添加四氢呋喃的沼气水合物生成特性北大核心

添加四氢呋喃(THF)作为促进剂进行沼气水合物的生成实验,考察了沼气水合物制备的影响因素,包括温度、压力、搅拌速率和装液量等,并对THF作添加剂时沼气水合物的储气量进行了讨论。结果表明,沼气水合物形成过程可分为气体溶解成核、快速水合生成和反应后期3个阶段,快速水合阶段消耗大量气体。一定范围内,温度越低、压力越高、搅拌强度越大,越有利于沼气水合物的快速生成和高效储气。装液量大,虽然总储气量增大,但单位储气量减少。添加THF可显著降低沼气水合物的制备压力,但在低压时的储气效果并不理想,单位储气量在40V/V以下。同时添加十二烷基硫酸钠(SDS)有可能通过协同作用提高储气密度。     

沼气水合物形成条件的模拟计算

由于沼气的主要成分为甲烷、二氧化碳和硫化氢,在相同的温度条件下它们在纯水中形成水合物时压力有很大的差别,因此可利用气体水合物法将沼气分离净化,获得高纯度甲烷气.本文通过建立的气体水合物形成新模型模拟计算了(CH4 CO2 H2S)三元酸性气体水合物的形成条件,计算值与黄强等人的实验值吻合很好,这说明建立的新模型是比较可靠的.用新模型对实际沼气成分的6组样品在形成水合物时的条件进行了模拟计算.上述研究对从沼气分离出高纯甲烷气具有极为重要的意义.     

昌黎葡萄酒厂沼气工程投入运行

河北省秦皇岛市昌黎葡萄酒厂3400m~3大型沼气工程,现已竣工并投入试产气阶段。该工程利用酒槽废醪液进行高温发酵制取沼气,进料COD含量45000mg/l左右,出料COD含量2000mg/l左右,料液在池内的滞留期为14天,采用气体搅拌方式,池内温度保持在53℃左右,日产沼气4000m~3。用于烧锅炉,每年可节煤1500吨以上。     

沼气爆炸极限影响因素探析

爆炸极限是评定可燃气体火灾爆炸危险的主要指标之一。气体的爆炸极限越宽，爆炸下限越低，其火灾爆炸危险性越大。本文探析了影响沼气爆炸极限的诸因素，认为沼气的原始温度、原始压力、含氧量、惰性介质、容器的几何尺寸、能量特性等是最主要的影响因素。     

沼气工程产气量检测方法及装置

基于气体流速与流量的关系和理想气体定律,文章提出了两种检测方法,设计了两套沼气工程产气量检测装置。方法 1是利用沼气输气管道已预留的采样口,采用管道风速传感器测量沼气流速V,再测管道截面积S,流量Q=VS,最后换算成标准状态下的流量;方法 2是利用精密流量计和软体袋组成检测装置连接到沼气工程发酵装置,精密流量计可测量气体流量、压力和温度,通过理想气体方程PV=nRT推导出产气量计算公式。两种方法无需沼气工程安装流量计,克服现有测量方法精确度不高、适用性不广和测量值不具备横向可比性等缺陷,在不同温度和大气压下对沼气工程产气量测量结果准确可靠,可实现第三方无损检测。     

利用CFD方法优化沼气发酵罐内流场形态的研究综述

料液搅拌是现代沼气工程不可或缺的附属工艺,能够大幅提升发酵效率。利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法模拟计算料液在厌氧消化罐内的流动过程,可以得到流场分布图,实现流场可视化,根据图形识别流场形态的特点和缺陷,优化设计搅拌形式和运行参数。近年来,利用CFD方法模拟沼气发酵料液搅拌的研究,在优化设计罐型、搅拌形式、搅拌运行参数、料液混合方式等方面都取得了极大进展,提升了沼气科学研究的层次,是沼气科学发展史上的一个重要阶段,并代表了未来的发展方向,文章综述了该阶段的研究进展。     

沼气储气膜与普通PVC膜材对甲烷气体透过性试验研究

大中型沼气工程中,沼气储存环节能有效平衡产气、用气,在整个生产过程中占有重要地位.近年来,随着膜材生产技术水平的提高,膜结构储气装置在沼气工程中也得到了日益广泛的运用.本次试验对沼气专用储气膜 和普通PVC两类膜材的甲烷气体透气性进行了测试.结果表明:相对于普通PVC膜材,沼气专用储气膜具有更加优越的甲烷气密性,更适用于沼气储存环节,也在一定程度上为沼气膜透气性能的研究提供了理论和试验依据.     

沼气料液对木聚糖酶活性的影响

在木聚糖酶反应体系中添加不同比例的沼气料液,研究了沼气料液对绿色木霉Trichoderma viride YNUCC0183、疏棉状嗜热丝孢菌Thermomyces lanuginosus YNUCC4154、放线菌Streptomyces sp.YNUCC0233和5株兼性厌氧细菌来源的木聚糖酶活性的影响.结果表明,沼气料液对不同来源的木聚糖酶均有抑制作用,绿色木霉Trichoderma viride YNUCC0183和兼性厌氧细菌B5-3来源的木聚糖酶所能耐受的料液比率最高,达37.5%(V/V), 适合用于沼气原料的预处理提高沼气得率.     

促进二氧化碳水合物快速生成的方法与机理的研究进展

在所有温室气体中,由于二氧化碳化学稳定性高及排放量大,对温室效应的贡献最大。利用二氧化碳水合物储存与固定二氧化碳,减缓全球温室效应是21世纪国际水合物界应用研究的热点。如何提高二氧化碳水合物的生成速率和效率,已成为二氧化碳水合物研究的关键问题。文章在参考国内外相关文献的基础上,阐述了二氧化碳水合物及其生成机理,对促进二氧化碳水合物快速生成的方法进行了总结,比较了几种方法的优缺点,并且对未来的研究方向做出了展望。     

国内外沼气专利文摘选登(3)

00 10 5 1　预制接合型压差式沼气发生器申请号 :932 0 5 82 5公告号 :2 15 1983申请人 :柯月明发明人 :柯月明文摘 :本实用新型是一种预制接合型压差式沼气发生装置。它由发酵室、压差发生器、可调压储气罩构成。发酵室用塑料等分解成数段制成预制构件 ,由紧固件接合成横卧中空圆柱体。压差发生器用导气管连通在储气罩和发酵室之间。结构简单 ,制作、运输、安装方便 ;压差发生器既可提高储气罩内气压 ,又能使发酵室作间歇瞬间减压 ,供气压力大 ,产气效率高。0 0 10 5 2　小型高效商品化沼气发生器主体结构件申请号 :932 0 5 35 8公告号 :2 …     

利用CFD多相流模型优化设计沼气料液搅拌流场的方法研究

搅拌是现代沼气工程必不可少的工艺,优化料液搅拌的流场形态,可使发酵物料分布更加均匀,从而提高沼气的产量和污染物去除率。采用底部进水、高位分散式压力出口的设计方式可以显著优化流态。沼气发酵搅拌实质上是一种固液两相流过程,其初始阶段固体颗粒较大,后期将处于高浓度粘性液体(非牛顿流体)状态。文章设计了一台容积0.75 m~3的厌氧消化罐,利用计算流体力学(CFD)软件,以水为介质,模拟初期的基本流态,并采用欧拉模型模拟后期的高浓度粘性流体流态,从而验证底部进水、高位分散式压力出口设计方案的优化效果。通过对几种进料速度的搅拌效果进行分析,发现在清水介质工况下,采用0.6 m·s~(-1)的进水流速,比1 m·s~(-1)流场分布更均匀,避免了分层。但在秸秆介质工况下,采用1 m·s~(-1)却比0.6 m·s~(-1)更均匀,并能避免分层。文章通过变工况模拟分析的对比演示,阐述了利用CFD多相流数值模型分析不同工况混合搅拌流场形态,优化设计搅拌参数的方法。     

水力搅拌加速沼气工程启动的研究——(Ⅱ)流场模拟部分

该研究验证了水力搅拌在沼气工程启动阶段的显著优化作用,用3台653.5 L的厌氧发酵实验罐进行接种液启动实验,通过42天连续发酵,采用底部进水高位集中压力出水(单口)和底部进水高位分散式压力出水(四口)两种循环流化水力搅拌方案均取得了显著的优化效果,但四口方案的优化程度明显高于单口方案。利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值计算方法,模拟搅拌流场,通过图形识别流场形态缺陷和改进方法,阐述流动规律和产气率、甲烷含量、酸性、COD浓度、氨氮浓度等指标的内在联系,在一定程度上揭示了优化设计水力搅拌方案内在的流体力学机理。     

基于CFD的气体分散器对全混厌氧发酵搅拌影响数值模拟

搅拌是全混厌氧消化工程中不可或缺的工艺。适当的搅拌形式可优化流场模拟,使发酵物料分布更加均匀,从而提高沼气的产量和有机物的去除率。气体分散器的结构直接影响全混厌氧消化罐内搅拌效果。在原兰州全混厌氧消化罐A型气体分散器模型的基础上构建了B、C两种结构的气体分散器,并通过CFD多相流模型模拟分析3种分散器结构对全混厌氧消化罐内搅拌流场的影响。结果表明：在沼气流量为500 m~3·h^-1时,A、B、C型分散器的引流能力分别为8200 m~3·h^-1,6560 m~3·h^-1,9200 m~3·h^-1,优化后的C型分散器比原A型引流能力提高了12%,可增强全混厌氧消化罐内搅拌强度。     

一体式沼气安全脱硫反应器的操作优化和运行性能

文章采用正交试验考察了曝气量、气液比、脱硫液碱度对一体式沼气安全脱硫反应器脱硫效能的影响.试验结果表明,操作条件对反应器脱硫效能的影响程度为:曝气量＞脱硫液碱度＞气液比.在反应器容积气体负荷为32.5 m3·m-3d-1,硫化氢浓度为10 g · m-3的条件下,最佳操作条件组合为曝气量72 m3·m-3d-1,脱硫液碱度为4000 mg·L-1,气液比为0.625.在反应器容积气体负荷为40 m3·m-3d-1,硫化氢浓度高达20 g·m-3的条件下,反应器的容积硫化物去除率为0.74 kg·m-3d-1,沼气脱硫率为93.8％.一体式沼气安全脱硫反应器脱硫成本为0.11元·m-3和6元·(kg-S)-1.     

高效生物膜反应装置中加热恒温系统的设计

沼气料液合适的发酵温度是中温发酵和高温发酵。与传统的常温发酵相比,中温发酵和高温发酵产生沼气具有稳定性和高效性的特点,但却对温度的稳定性要求极为严格。为此,基于沼气在发酵过程中对温度高稳定性的要求,结合新疆地区光照时间长、干旱少雨、适于开发利用太阳能等独特的地域特征,设计了以太阳能为热源的自动加热恒温系统,以确保反应装置能够高效地生成沼气。     

水力搅拌加速沼气工程启动的研究(Ⅰ)—实验部分

该研究利用人工搅拌大幅提高接种液的激活速度,从而加快沼气工程的启动过程,提高工程效率。采用平行实验方法,以3台653.5 L的厌氧发酵实验罐进行了投放接种物的启动实验,实验罐1#和4#分别采用底部进水高位集中压力出水(单口)和底部进水高位分散式压力出水(4口)的循环流化水力搅拌方案。42 d连续发酵显示,1#和4#分别比不搅拌的对照组0#罐早1 d和7 d启动,产气率分别提升89%和125%,COD去除率分别提升27%和42%。实验验证了水力搅拌在发酵启动阶段的加速作用,以及优化搅拌的进一步提升作用。     

沼气科研中需用的数学方法——线性回归

在沼气科研中,经常要了解两个变量间的消长规律。例如在一定范围内消化速度与温度的关系,消化速度与压力的关系,容积产气率与料液有机物浓度间的关系等等。设计这种实验时往往是将其中一个量,如上述的温度、压力、浓度等作为自变量,把它人为固定在若干个数值上。而把消化速度、容积产气率这样的量作为因变量。对于后一个     

基于LCA方法的秸秆沼气发电和制备生物天然气的环境排放评价

为对比特大型沼气工程沼气资源化不同方式所带来的环境影响差异,文章运用生命周期评价方法(Life cycle assessment,LCA),对特大型秸秆沼气发电工程(日均发电量4万kWh)及生物天然气工程(日产气量1.2万方)进行环境影响评价并比较两者的环境影响及敏感性因素分析。其中包括边界划分、清单分析、各生产阶段的能耗、环境排放计算。根据计算结果显示,沼气发电时,对环境排放影响最大的是秸秆沼气发酵阶段,最敏感因素为单位干物质产气率(mL·g^-1 TS);制备生物天然气时以上两个指标分别为:沼气的提纯过程和沼气提纯技术的选择。从进行能源替代减少环境排放影响的角度来看,生物燃气替代民用散煤要优于沼气发电替代燃煤发电。     

糙米酵素糖化液制备工艺优化研究

糙米酵素经α-淀粉酶液化处理再经糖化酶糖化可得到糙米酵素糖化液。以葡萄糖当量值(DE值)为指标,通过单因素和正交试验对糙米酵素糖化液糖化制备工艺进行优化。结果表明:最佳工艺条件为糖化酶添加量160 U/g、糖化温度65℃、糖化时间4h。     

麻疯树籽酶解液纳米乳液体系构建及其稳定性研究

利用水酶法处理麻疯树籽得到酶解液中的乳状液及水解液作为复合乳化剂,采用高压均质技术制备麻疯树籽酶解液纳米乳液。研究麻疯树籽酶解液中乳状液和水解液添加量,以及高压均质压力和均质次数对纳米乳液平均粒径、分散性指数(PDI)、ζ-电位、浊度、乳化产率和乳液稳定性指数(TSI)等性质影响,确定纳米乳液最佳制备工艺参数为:乳状液添加量15. 55%、水解液添加量45. 25%、高压均质压力91 MPa、均质次数4次。此条件下,纳米乳液平均粒径为297. 2 nm,TSI为2. 98,乳化产率高达92. 47%。通过超高分辨显微镜观测到麻疯树籽酶解液纳米乳液粒径均一、分布均匀,纳米乳液界面蛋白吸附量高达31. 20 mg/m~2。