大中型沼气工程原料预处理工艺及装备技术

欧洲沼气工程的规模大型化、操作机械化、控制自动化、产能高效化代表了当今世界沼气工程的先进水平,特别是在包括原料收集、转运、混合、匀浆、进料等环节的原料预处理过程.本文介绍了欧洲不同类型的原料、不同的厌氧消化工艺装置以及成熟的、标准化的装备技术.并且在借鉴欧洲沼气工程原料预处理先进工艺技术和装备技术的同时,结合国内沼气工程预处理的现状及发展谈点粗浅的体会.     

秸秆沼气生产关键技术——秸秆能源化技术系列(一)

<正>通过厌氧消化可以把秸秆转化成沼气。秸秆高效厌氧消化生产沼气需要解决3个关键技术问题:1秸秆预处理技术秸秆的木质纤维素含量较高,不易被厌氧菌消化,厌氧发酵产气量低,经济效益差,这是导致秸秆不能被大规模用于沼气生产的主要原因之一。一个简单有效的解决方法就是在厌氧发酵前,对秸秆进行物理、化学或生物预处理,把秸秆预先转化成易于消化的"食料",以显著提高秸秆的生物消化性能、产气率和经济性。常用的预处理方法有物理、化学与生物方     

固态物料两相厌氧消化工艺的研究进展

随着全球气候变暖及化石能源的日益紧缺,厌氧消化制沼气技术在世界范围内日益受到重视.固态物料两相厌氧消化工艺由于整个反应系统没有外排废液,克服了单相发酵工艺及传统两相厌氧消化工艺的缺点,适宜我国资源丰富的畜禽粪污、农作物秸秆及农村生活垃圾等废弃资源高效处理及能源化利用.本文综述了国内外两相厌氧消化工艺及固态物料两相厌氧消...     

秸秆厌氧消化预处理技术综述

农作物秸秆是一种重要的富含有机质(80％～90％)的生物质能源,因其复杂的晶体结构,不能直接被厌氧菌群利用来生产沼气.因此以秸秆作为原料发酵时,需要进行预处理,使复杂的晶体结构得到破坏,从而易于被厌氧菌群利用.文章综述了国内外用物理法、化学法、生物法、物化法预处理秸秆的相关研究进展,考查了不同预处理方法对厌氧消化效果的影响.     

作物秸秆厢式厌氧消化反应器设计及试验研究

目前,以作物秸秆为原料的沼气工程中存在预处理能耗高、料液分层结壳、混合不均匀、出料困难等问题.该研究采用了自行设计的厢式厌氧消化反应器(CADR),测定了玉米秸秆在中温条件下的沼气产量、甲烷含量以及pH的变化情况.结果表明:玉米秸秆未经C/N调节,只经过简单切割和沼液浸泡两步预处理,即可进行有效的厌氧消化,30 d后进人满负荷运行阶段的产气量为19.94 L·d-1,原料TS产气率为0.495 m3· kg-1,比常规粉碎批式厌氧消化产气率提高了30.75％,pH稳定在6.5 ～7.2之间.采用CADR处理玉米秸秆,启动快速、运行稳定、产气率高.     

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。     

青贮预处理在秸秆厌氧消化中的应用研究进展

青贮预处理在秸秆厌氧消化中的应用目前已有一定的研究和实践经验。通过对已有研究的回顾，批判性地评述了青贮过程特征和青贮对秸秆厌氧消化的影响，揭示了青贮促进秸秆厌氧消化产气效率的作用机制；从原料总固体含量和粒度、添加剂的使用、青贮时间和压实度等方面总结了秸秆青贮过程控制策略，为进一步改进大规模应用提供理论指导。最后，介绍了青贮预处理农作物秸秆所面临的挑战和前景。     

沼液预处理对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响

为探索不同沼液预处理时间对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响,进一步确定花卉秸秆沼液预处理的最佳时间,文章以云南四大切花混合花卉秸秆为原料,用沼液分别预处理1天,3天,5天,7天后在30℃下进行了批量式恒温沼气发酵实验。结果表明:沼液预处理3天的产气总量最高(预处理5天次之),预处理5天的产气峰值最高,预处理5天的能最快提升沼气含量,且在处理时间内随着预处理时间增加,原料产气速率加快,发酵时间缩短。综合确定花卉秸秆沼液预处理的最佳处理时间为5天。     

我国不同区域农业废弃物厌氧消化及资源化技术模式构建及其评价研究

以厌氧消化为核心的沼气和生物天然气技术,是实现畜禽粪污、农作物秸秆、尾菜等农业废弃物资源化利用的重要途径。提出适用于我国不同区域的厌氧消化及资源化技术模式,对于我国沼气和生物天然气产业的发展具有十分重要的指导意义。该研究综合文献和实地调研的情况,对我国四类典型区域开展了农业废弃物厌氧消化及资源化技术模式适应性分析,构建了4套农业废弃物厌氧消化及资源化技术优化模式,并采用层次分析法和模糊评价法相结合的方法建立了农业废弃物厌氧消化及资源化技术模式评价指标体系和评价方法,对所构建的4套技术模式和实际运行的沼气工程所采用的技术模式进行评价分析。结果表明,以湿法两相耦合、干法序批式、湿法单相、干法连续式厌氧消化技术为核心的厌氧消化及资源化技术模式,分别适宜于在南方丘陵区、南方平原水网区、黄淮海和西北区、高寒区应用。该研究可为我国农业废弃物厌氧消化及资源化技术模式构建和优化提供指导。     

H_3PO_4预处理水稻秸秆厌氧发酵产沼气的试验研究

为了探索水稻秸秆厌氧消化产沼气的特性,采用不同质量百分数H_3PO_4溶液对秸秆进行预处理,在中温(35℃±1℃),水稻秸秆和牛粪按1∶1配比的条件下进行了厌氧消化试验。比较总固体与挥发性固体的去除率、厌氧发酵消化时间、产气量等各项因素,可看出以6%H_3PO_4预处理试验组的效果最好。与对照组相比,TS和VS的去除率分别提高了15.5%和14.0%,累积产气量增加了421.66%,厌氧消化时间提前了9 d,表明6%H_3PO_4预处理是较优的工艺条件。