两步预处理对厌氧消化产酸纤维酶解和沼气发酵的影响

对厌氧消化产酸纤维(挥发性脂肪酸生产废渣)进行了酶解糖化和沼气发酵实验研究,探索了乙酸氨水两步预处理对木质纤维素降解、葡萄糖浓度、木糖浓度和沼气产率的影响。结果表明:乙酸氨水两步预处理进一步降解了厌氧消化产酸中的半纤维素和木质素,而且纤维素回收率较高,为77.47%~81.44%,其中4%乙酸处理和10%氨水处理实验组的纤维素质量分数达到56.82%,半纤维素质量分数仅为7.94%;在上述预处理条件下,酶解糖化效率最高,葡萄糖质量浓度达到47.46 g/L,葡萄糖得率为67.73%;同时在此乙酸氨水两步预处理条件下的沼气产率明显优于单独乙酸和单独氨水预处理,获得的最高沼气产率为414 mL/g,有效提高了厌氧消化产酸纤维的产气效率。     

添加生物质助燃物改善牛粪燃烧性能

为了改善牛粪的燃烧性能,该研究以栾树干、稻草和玉米芯为助燃物,采用热重分析法计算分析了纯牛粪及其与各助燃物在1∶1、2∶1和3∶1 3种质量配比下的混合燃烧性能与燃烧反应动力学行为。结果表明:添加助燃物后的牛粪混料着火特性较纯牛粪变化不大,但燃尽特性有较为明显的改善,其中稻草和玉米芯的改善效果要优于栾树干,且稻草略好于玉米芯;栾树干、稻草和玉米芯3种混料在不同质量配比下的综合燃烧特性指数的平均值分别为1.89×10-10、2.09×10-10和2.45×10-10 mg2/(K3·min2),相对于纯牛粪分别提高了9.88%、21.51%和42.44%;在活化能E和频率因子A构成的燃烧反应活性分布图上,以纯牛粪为参考点,3种质量配比下的玉米芯混料均向高反应活性区大幅移动,而稻草混料需要在较大的配比下才能大幅向高反应活性区移动,栾树干混料则均一定程度地向低反应活性区移动。以上研究结果为基于农林废弃物的牛粪混合燃烧处理提供了依据和参考。     

牛粪不同组分的热解特性研究

为研究牛粪不同组分的热裂解机理,根据范式洗涤原理对牛粪进行洗涤处理获得不同成分组合的洗涤纤维,利用扫描电镜观察牛粪及洗涤纤维的表观形貌,采用热重分析试验方法探讨牛粪中不同组分洗涤纤维的热解特性。电镜扫描结果表明:牛粪表面密实,没有裂缝和孔洞,随着洗涤的进行,表面结构破坏越来越严重,由出现凹陷条纹到最后呈蜂窝状结构,洗涤纤维的空隙结构有助于热解时传热和挥发分的析出。热重分析结果表明:以纤维素为主要成分的酸性洗涤纤维,热解速率最大,为14.310%/min,强酸洗涤纤维热解速率最小,为1.615%/min;不同组分的热解具有内在关联,并不是简单的叠加,纤维素的加入使木质素的热解速率和温度区间发生变化;半纤维素的存在对纤维素的热解挥发具有一定的抑制作用,使纤维素的热解速率由14.310%/min降低到7.617%/min。中性洗涤溶解物的存在,使得牛粪在较低温度开始热解,但半纤维素和纤维素的热解速率较低。