农村生物质能利用技术种类较多,确定各类技术的适用范围及经济性,有利于在农村地区选择合适的技术,促进生物质能利用技术在农村的开发利用。该文提出了户均用能成本的概念和计算方法,对农村户用沼气、养殖场沼气工程、固体成型燃料、秸秆沼气、秸秆气化集中供气等技术进行了技术经济评价。研究结果表明:农村户用沼气技术的经济性最好,其次为固体...
中国农村能源消费的碳排放问题目前较少受到关注。该文在梳理中国农村能源与国家总体能源之间构成关系的基础上,系统核算了中国农村能源消费所引起的碳排放,分析其总量及结构的变化趋势以及在国家碳排放总量中的地位。结果显示,从1979至2007年,中国农村能源消费的CO2排放已从8.89亿t增至28.74亿t,呈现快速增长的趋势,其主要来源是农村地区的煤炭...
为了进行中国北方农村节能型住宅设计,对中国北方寒冷农村地区的建筑能耗进行分析。选取兰州农村地区的典型住宅,分析不同门窗形式、墙体材料对建筑能耗的影响;选取中国北方不同的24个典型寒冷地区,分别进行了典型住宅的采暖季设计热负荷、平均热负荷及采暖期累计热负荷的计算,得出影响能耗主要的因素,并进一步确定了北方寒冷地区农村的最大能耗...
为了对生物质发电成本进行分析,论文对生物质气化发电、直燃发电、混燃发电等几种主要的生物质发电方式进行了讨论,建立了生物质燃料消耗量模型和燃料成本计算模型。在相同的发电容量(15MW)基础上,计算了不同发电方式对应的年燃料消耗量、年燃料收购费用和运输费用和燃料成本。结果表明,发电效率对燃料成本有较大影响,生物质直燃发电的燃料成本...
为研究生物质颗粒燃料的微观成型机理,以玉米秸秆、木屑为原料利用环模式成型机压缩成生物质颗粒燃料,并对原料、粉碎原料及生物质颗粒燃料进行显微形貌观察,对比不同原料、不同阶段物料的微观形态和散粒体压缩过程的结合形式。结果表明:环模式成型机为间断性压缩,生物质颗粒燃料微观成型机理为分层压缩,层与层间距为25～40μm;从横截面看分3层:...
该文应用系统动力学和有限元热平衡分析方法,针对黑龙江省某大型沼气发电工程,研究其能量供需平衡情况,并确定工程实际运行过程中的一些关键参数。研究结果表明:罐体散热损失、水分蒸发热损失、沼气排出带走的显热损失、管路热损失占发酵系统总热损失的比例分别为85.59%～90.22%、2.05%～8.42%、3.93%～4.78%、2.06%～2.96%;通过对加热料液所需...
生物质的热解作为生物质能研究开发的前沿技术已得到较为广泛的重视。本文采用热重分析法(thermo gravimetric analysis,TGA)对蒸汽爆破预处理后玉米秸秆的热失重特性及其动力学进行了研究。试样加热速率分别为10、20、30、40、50℃/min,加热终温为800℃,采用高纯氮气作为保护气体。结果表明:蒸汽爆破预处理后玉米秸秆在同样加热速率条件下,热解...
为实现藻类生物质资源的综合利用,该文选取藻类生物质中的马尾藻进行热重分析,并在自行设计的小型流化床上进行快速热裂解试验,分别研究了马尾藻热解过程及热解产物的产率随温度的变化规律。结果表明,随着温度的升高,热解经历了3个阶段:预热解、快速热解、慢速热解,并且由于多糖、蛋白质等物质热稳定性的不同引起马尾藻在快速热解阶段出现两个失...
为推进畜禽养殖场沼气工程高效运行,提高其厌氧消化效率,该文选择了3座沼气工程,对其厌氧消化工艺、工程运行管理和投入产出情况进行分析探讨。在此基础上,提出中国畜禽养殖场沼气工程建设厌氧消化技术的优化运行方案:完全混合式厌氧反应器、升流式固体反应器和高浓度推流式反应器适用于高悬浮固体浓度、高固体发酵原料的"能源生态型"沼气工程;...
为了研究秸秆与猪粪混合物在一体化两相厌氧消化工艺中的可行性,该文研究了中温条件下,在玉米秸秆原料中添加不同比例的猪粪,对秸秆一体化两相(combined two phase)厌氧消化工艺的影响,同时研究CTP反应器中上、中、下部发酵后物料的产气潜力,以解析CTP中不同部位物料的发酵情况。试验结果表明:添加猪粪可将以纯秸秆为原料的产气量从314L显著提高...
为了研究不同通风方式对猪舍内病毒颗粒分布的影响,本文利用离散轨道模型模拟病毒颗粒的轨迹,并与模拟气流运动的标准k-ε湍流模型相耦合的方法,对猪舍的横向、纵向2种通风方式的气流运动以及病毒颗质量粒浓度分布与排除进行数值研究。结果表明,在相同的送风量、压力条件和颗粒特性下,横向通风案例方案对比纵向通风有更好的控制病毒颗粒扩散的能...
以水稻秸秆为原料,在试验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵试验,研究不同质量百分数NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响。结果表明,经过NaOH预处理后,水稻秸秆组分被破坏,其中半纤维素降解十分明显;产气量较对照组有明显增加,发酵时间有所缩短。其中NaOH质量百分数为6%的处理组产气率最高,为246.6mL/g(干物质),且甲烷体积分数最高...
以猪粪为发酵原料,研究消毒剂福尔马林对沼气发酵的影响,以期为养殖场粪污产沼气发酵处理提供技术指导。研究结果表明,消毒剂福尔马林对沼气发酵有抑制作用,使沼气发酵体系的挥发性总脂肪酸含量和脂肪酶活性增加,α-淀粉酶和纤维素酶的活性降低,产气量下降。随着添加量增加,这种变化趋势增强,当添加量达到0.05%时,挥发性总脂肪酸含量增加18.78%,...
试验以花生秧为原料,采用厌氧发酵工艺,对其沼气发酵潜力进行研究,结果表明花生秧沼气发酵潜力达0.349m3/Kg。采用正交试验方法对花生秧沼气发酵的工艺参数优化配置进行了研究,结果表明发酵温度,发酵料液总固体浓度,pH值对其发酵结果均有不同程度影响,其中发酵温度和总固体浓度对沼气产量和甲烷产量的影响显著。最优的工艺条件为:发酵温度35℃,...
以玉米秸秆为原料的厌氧发酵,碳氮比(C/N)一直是影响其发酵的主要问题之一。该文针对玉米秸秆的C/N进行了研究,通过对比试验的方法,以尿素和菌体蛋白作为氮源添加剂配制成C/N分别为25/1和35/1的秸秆发酵料液,进行30d的厌氧发酵试验。结果表明,以尿素和菌体蛋白作为氮源调整C/N时,C/N为35/1时的产气量要好于C/N为25/1;与秸秆单独发酵相比,C/N为35...
两相法是有机固废物厌氧发酵的主要工艺,该文以稻秸为发酵原料,在实验室条件下比较了单相与两相法两种工艺下的产气量,研究了不同接种物对秸秆水解酸化的影响,pH值、曝气处理对相分离的效果,以期为秸秆两相法厌氧发酵工艺提供基础参数。研究结果表明,在总固体(TS)质量分数8%、35℃条件下,与秸秆单相厌氧发酵相比,采用两相工艺能将沼气中甲烷含量...
利用最近筛选得到的一组木质纤维素分解复合菌系XDC-2分解未经任何化学方法预处理的水稻秸秆,结果表明,接种后第6d,胞外木聚糖酶活达335U/mL。经分解12d,水稻秸秆总质量减少率达39.71%,其中半纤维素质量减少率为78.27%,纤维素质量减少率为14.08%。在分解第6d,产物种类及含量均达到最多,共检测出4主要的物质分别为乙酸、丙酸、丁酸和甘油,这些有...
研究了果蔬与餐厨垃圾不同混合比例和不同进料负荷下的厌氧消化产气性能。以果蔬与餐厨垃圾为原料,比例分别为0:8、2:8、5:8、8:8和8:0,不同比例的混合原料分别按2%、4%、6%(TS)的进料负荷进行厌氧消化。结果表明:果蔬与餐厨的比例为5:8、进料负荷2%时产气性能最佳,其单位TS甲烷总产量为600mL/g,比同比例进料负荷4%和6%分别高5.4%和10%,比2%～6%...
为了考察在不同有机负荷下厨余常温厌氧发酵产甲烷的特性,试验以厨余垃圾为原料,在常温(27℃)条件下,采用40L厌氧反应器进行连续式厌氧消化。结果表明,当有机负荷率控制在3.89～6.49kg/(m3.d)之间,池容产气率可稳定在2.5～4.5L/(L.d),原料挥发性固体产甲烷率为300.59～488.52L/kg,平均甲烷体积分数为54.05%～56.04%,挥发性固体物去除率为55.12%...
为降低猪粪厌氧发酵废水-沼液对环境的污染,研究通过培养微藻的方法对其处理的效果。分别采用灭菌和不灭菌的方式对沼液进行预处理,接种微藻后测定培养过程中微藻的生长状况和沼液中主要水质指标COD、NH3-N、TN及TP的降低情况。结果表明,各项指标均有较为明显的下降,其中最重要的2个指标COD和NH3-N分别降低了85%和55%,由此说明,利用沼液培养微藻...
在鼓泡流化床反应器上以Ar气为流化介质,研究了反应温度、时间对天然铁矿石氧载体的化学反应特性的影响,并对其物理性质进行了表征。试验表明,氧载体与生物质热解产物的反应性随着温度的升高而逐渐增强,气化产物中H2、CO的含量随着温度的升高而逐渐增加,CH4、CO2的含量随着温度的升高而逐渐降低;随着反应时间的增加,氧载体活性逐渐下降,合成气中...
为探讨水洗和酸洗等预处理方法对生物质热裂解动力学特性的影响,以水稻秸秆为生物质原料,使用去离子水和质量分数分别为3%、7%和10%的盐酸、硫酸和磷酸溶液对水稻秸秆进行水洗和酸洗处理,采用热重分析法考察了水洗和酸洗,以及酸浓度对水稻秸秆热裂解特性及综合性指数的影响,并采用Thermo-kinetics软件进行多元非线性拟合得到了热裂解过程的动力...
该文采用热解气化方法,对含水率为25%左右的3种药渣(杞菊地黄丸、六味地黄丸、香砂养胃丸药渣)进行了气化试验,并与玉米秸秆做比较。结果表明,当过量空气系数为1.1时,三种药渣均具有良好的气化特性,燃气热值均达到5300kJ/m3以上,其中香砂养胃丸药渣的燃气热值达到5460kJ/m3。相较于玉米秸秆,药渣热解气化产生较多的焦油,过量空气系数为1.1时,3种...
以多壁碳纳米管(CNTs)掺杂制备的Fe(Ⅱ)-Zn双金属氰化物(DMC)固体酸催化剂,用其催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油,并采用X射线粉末衍射﹑傅里叶红外变换光谱﹑扫描电镜等方法对催化剂结构和性能进行表征。实验发现,添加少量的碳纳米管对催化剂的活性有很大很高,其中添加质量百分数为5%碳纳米管的DMC催化剂活性最高,在醇油摩尔比16:1,反应温度16...
为开发适应中国废弃油脂生物柴油转化的成套技术与装备,结合美国Biopro380型设备,对中国的4种典型废弃油脂生物柴油转化工艺进行了系统研究,结果表明,甲醇回流温度65℃下,酯化反应时间2.5h、浓硫酸加入量0.5%、甲醇与游离脂肪酸摩尔比2.7:1时,酯化混合物的酸值降至1～2mg/g;转酯化反应在醇油摩尔比6:1、催化剂NaOH的加入量1.0%(与废弃油脂的质量...
对中国分布广泛的3种山杏27株优树进行了测试和分析,测试分析指标主要包括山杏种子的出仁率、杏仁含油率、杏核含油率、脂肪酸组成及其作为生物柴油的几个重要特征指标。研究表明3种山杏杏仁的含油率分别为西伯利亚杏(Armeniaca sibirica(Linn.)Lam.)50.18%、东北杏(Armeniaca mandshurica(Maxim.)Skv.)47.16%和野杏(Armeniaca vulgaris var.ans...
为利用草坪草生产燃料乙醇,通过粉碎和碱性氧化物浸泡预处理草坪草,采用纤维素酶和果胶酶混合糖化纤维素,研究嗜鞣管囊酵母和酿酒酵母发酵水解液生产乙醇,结果表明,碱性氧化物固液比为1:40(质量比),浸泡48h预处理后的木质素脱除率为70%(质量分数);嗜鞣管囊酵母和酿酒酵母发酵30h后乙醇的质量体积分数最高,分别为9.6g/L和11.7g/L,以可发酵糖减少...
采用正交试验设计,探索不同的液固比、pH值、温度和混合酶配比对甜高粱秆渣的水解情况,并在此基础上研究了混合酶对经漆酶和高压蒸汽预处理的甜高粱秆渣的水解情况。结果表明,混合酶水解的最佳条件为液固比11:1、pH值3.6、30℃、果胶酶:纤维素酶:半纤维素酶=1:1:2,该条件下的水解效率要好于纤维素酶单独的水解效率,经漆酶和高压蒸汽预处理的甜高...
探索一种简洁、高效的秸秆纤维素分解菌的发酵及保存方法,便于后续的秸秆沼气开发应用。将中国农业大学生物质工程中心前期工作中筛选到的一组纤维素分解菌(ADS-3)作为供试菌种,分别用5种培养基分别进行菌种发酵,通过测定各发酵液总DNA浓度,并采用基于16SrRNA基因的变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术比较其微生物组成,综合评定最优培养基;将最适培养基...
为制备便于贮存、运输以及使用性能较佳的生物质炭成型燃料,采用玉米和木薯两种改性淀粉胶粘剂,试验研究了胶粘剂用量对竹炭成型燃料抗压强度、抗跌碎强度、热值和灰分等品质特性指标的影响。结果表明:当淀粉胶粘剂用量在10%～30%范围内变化时,竹炭成型燃料的抗压强度、抗跌碎强度提高,胶粘剂用量对其增强作用显著,对热值和灰分的影响非常小;在...
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