厭氧發(fā)酵改性促進(jìn)秸稈壓縮成型性能機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-15 07:30
秸稈是生產(chǎn)生物燃料的重要原料,它既可通過厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化為沼氣,亦可以通過壓縮成型加工成固體成型燃料。但由于秸稈本身特性,在厭氧發(fā)酵中面臨著抗生物降解結(jié)構(gòu)抑制問題,在加工成型燃料中存在著成型設(shè)備快速磨損問題。針對(duì)上述問題,本文提出了一種基于秸稈厭氧發(fā)酵處理改性制備成型燃料并聯(lián)產(chǎn)氣體生物燃料的研究思路,即利用厭氧微生物的生物降解功能提升秸稈的壓縮成型性能,為降低成型壓力和溫度,提高成型燃料機(jī)械耐久性創(chuàng)造條件,從而達(dá)到降低成型能耗和減緩成型設(shè)備磨損的目的。圍繞該目的,本文重點(diǎn)開展了厭氧發(fā)酵改性促進(jìn)秸稈壓縮成型性能機(jī)理的探索,在此基礎(chǔ)上,初步開展了秸稈厭氧發(fā)酵改性制備成型燃料工藝的研究。厭氧發(fā)酵改性促進(jìn)秸稈壓縮成型性能機(jī)理研究。第一步,選取玉米秸稈為原料開展了厭氧發(fā)酵改性試驗(yàn),研究了秸稈物化特性隨厭氧發(fā)酵進(jìn)程變化的規(guī)律;第二步,對(duì)發(fā)酵改性秸稈進(jìn)行壓縮成型試驗(yàn),系統(tǒng)分析成型燃料的密度、強(qiáng)度等性能參數(shù),以及微觀結(jié)構(gòu)特征;第三步,根據(jù)上述兩方面的試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合理論分析,總結(jié)提出了厭氧發(fā)酵促進(jìn)秸稈壓縮成型性能的機(jī)理;最后,開展了機(jī)理驗(yàn)證性試驗(yàn),最終形成了對(duì)厭氧發(fā)酵促進(jìn)秸稈壓縮成型性能機(jī)理的完整認(rèn)識(shí)。秸稈...
【文章來(lái)源】:華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
壓輥的磨損
同時(shí)還可避幵結(jié)軒制取沼氣所面臨的突破稻稈抗降解結(jié)構(gòu)這一世界性難題。如圖1-2所示。 、、/ \I \i Ii 燃料 H;.1 一 、廣 : f 丨/一 … 、、 ; —..1 」 ! :|y —I 壓縮成型“ J i棄 i i I——…i I I fi'i…丨V次也⑴I和丨 h厭氧發(fā)酵I 、,二:大 、— J^p -V I …….!i 稻稈棄r / \、、、 , 、 , 、、 、、,氏 /. — —^■!" —\ ,— 】 1、、 I P ~—■! \^ i抗生物降解屏障I I !厭氧發(fā)酵i I壓縮成型I i i if I I “‘ M X" i, i生物轉(zhuǎn)化率低’預(yù)i i ——————一———■ I :——-————?一"J I j成型過程能耗高’ i認(rèn) ;處理成本高 i I氣體生物燃料I I固體生物燃料i j設(shè)備磨損嚴(yán)重i識(shí)、::::::::,)、:=::=:); ?L^3ZZli''圖1-2課題研究思路1.3本文研究?jī)?nèi)容本文開展了以下兩方面的研究。(1)厭氧發(fā)酵改性促進(jìn)結(jié)稈壓縮成型性能機(jī)理研究。第一步,選取玉米稻稈為原料開展了厭氧發(fā)酵改性試驗(yàn),研究了稻稈物化特性隨厭氧發(fā)酵進(jìn)程變化的規(guī)律;第二步,對(duì)發(fā)酵改性稻桿進(jìn)行壓縮成型試驗(yàn),系統(tǒng)分析成型燃料的密度、強(qiáng)度等性能參數(shù),以及微觀結(jié)構(gòu)特征;第三步,根據(jù)上述兩方面的試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合理論分析
玉米稻桿厭氧發(fā)酵前和發(fā)酵10天和20天后的FTIR指紋區(qū)(1800-400cm-i)譜圖如圖2-2所示。將圖2-2所示玉米稻稈FTIR譜圖的部分譜峰進(jìn)行歸屬分析[52],結(jié)果見表2-3。由圖2-2可見,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,在1730cm“處變化最大,此處的吸收來(lái)自半纖維中未鍵和的C=0雙鍵,發(fā)酵10天和20天的玉米稻桿在該處的吸收峰大大減弱甚至消失,說明經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的玉米稻桿中半纖維素發(fā)生了明顯降解。14
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]能源市場(chǎng)靈活調(diào)整應(yīng)對(duì)世界變化——《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》發(fā)布[J]. 王立敏. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2013(07)
[2]生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用效益分析[J]. 李平,蔡鳴,陳正明,崔晉波. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(14)
[3]稻稈的烘焙預(yù)處理及其固體產(chǎn)物的氣化反應(yīng)性能[J]. 鄧劍,羅永浩,王貴軍,張睿智,匡江紅,張?jiān)屏? 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[4]氨纖維爆破法預(yù)處理木質(zhì)纖維生物質(zhì)原料[J]. 楊盛茹,丁長(zhǎng)河,王羅琳,翟雙燕. 釀酒. 2010(05)
[5]生物質(zhì)固體燃料成型機(jī)壓輥磨損失效分析[J]. 霍麗麗,侯書林,田宜水,趙立欣,孟海波,孫浩. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(07)
[6]螺桿擠壓式生物質(zhì)成型機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 劉圣勇,楊國(guó)峰,楊群發(fā),王森,華磊,王曉東. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(07)
[7]中國(guó)作物秸稈資源評(píng)估研究現(xiàn)狀[J]. 謝光輝,王曉玉,任蘭天. 生物工程學(xué)報(bào). 2010(07)
[8]不同接種量對(duì)玉米秸稈發(fā)酵的影響[J]. 陳智遠(yuǎn),姚建剛. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(新能源產(chǎn)業(yè)). 2009(12)
[9]再談秸稈沼氣發(fā)酵的碳氮比[J]. 陳斯,熊承永. 中國(guó)沼氣. 2009(02)
[10]互花米草中溫厭氧發(fā)酵木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的變化[J]. 李繼紅,楊世關(guān),鄭正,陳廣銀,鄒星星,孟卓. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2009(02)
碩士論文
[1]基于灰成分的生物質(zhì)結(jié)渣特性研究[D]. 張浩.山東大學(xué) 2010
[2]玉米稈爆破酶解殘?jiān)举|(zhì)素的結(jié)構(gòu)特性[D]. 朱曉雪.南京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):2978509
【文章來(lái)源】:華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
壓輥的磨損
同時(shí)還可避幵結(jié)軒制取沼氣所面臨的突破稻稈抗降解結(jié)構(gòu)這一世界性難題。如圖1-2所示。 、、/ \I \i Ii 燃料 H;.1 一 、廣 : f 丨/一 … 、、 ; —..1 」 ! :|y —I 壓縮成型“ J i棄 i i I——…i I I fi'i…丨V次也⑴I和丨 h厭氧發(fā)酵I 、,二:大 、— J^p -V I …….!i 稻稈棄r / \、、、 , 、 , 、、 、、,氏 /. — —^■!" —\ ,— 】 1、、 I P ~—■! \^ i抗生物降解屏障I I !厭氧發(fā)酵i I壓縮成型I i i if I I “‘ M X" i, i生物轉(zhuǎn)化率低’預(yù)i i ——————一———■ I :——-————?一"J I j成型過程能耗高’ i認(rèn) ;處理成本高 i I氣體生物燃料I I固體生物燃料i j設(shè)備磨損嚴(yán)重i識(shí)、::::::::,)、:=::=:); ?L^3ZZli''圖1-2課題研究思路1.3本文研究?jī)?nèi)容本文開展了以下兩方面的研究。(1)厭氧發(fā)酵改性促進(jìn)結(jié)稈壓縮成型性能機(jī)理研究。第一步,選取玉米稻稈為原料開展了厭氧發(fā)酵改性試驗(yàn),研究了稻稈物化特性隨厭氧發(fā)酵進(jìn)程變化的規(guī)律;第二步,對(duì)發(fā)酵改性稻桿進(jìn)行壓縮成型試驗(yàn),系統(tǒng)分析成型燃料的密度、強(qiáng)度等性能參數(shù),以及微觀結(jié)構(gòu)特征;第三步,根據(jù)上述兩方面的試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合理論分析
玉米稻桿厭氧發(fā)酵前和發(fā)酵10天和20天后的FTIR指紋區(qū)(1800-400cm-i)譜圖如圖2-2所示。將圖2-2所示玉米稻稈FTIR譜圖的部分譜峰進(jìn)行歸屬分析[52],結(jié)果見表2-3。由圖2-2可見,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,在1730cm“處變化最大,此處的吸收來(lái)自半纖維中未鍵和的C=0雙鍵,發(fā)酵10天和20天的玉米稻桿在該處的吸收峰大大減弱甚至消失,說明經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的玉米稻桿中半纖維素發(fā)生了明顯降解。14
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]能源市場(chǎng)靈活調(diào)整應(yīng)對(duì)世界變化——《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》發(fā)布[J]. 王立敏. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2013(07)
[2]生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用效益分析[J]. 李平,蔡鳴,陳正明,崔晉波. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(14)
[3]稻稈的烘焙預(yù)處理及其固體產(chǎn)物的氣化反應(yīng)性能[J]. 鄧劍,羅永浩,王貴軍,張睿智,匡江紅,張?jiān)屏? 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[4]氨纖維爆破法預(yù)處理木質(zhì)纖維生物質(zhì)原料[J]. 楊盛茹,丁長(zhǎng)河,王羅琳,翟雙燕. 釀酒. 2010(05)
[5]生物質(zhì)固體燃料成型機(jī)壓輥磨損失效分析[J]. 霍麗麗,侯書林,田宜水,趙立欣,孟海波,孫浩. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(07)
[6]螺桿擠壓式生物質(zhì)成型機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 劉圣勇,楊國(guó)峰,楊群發(fā),王森,華磊,王曉東. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(07)
[7]中國(guó)作物秸稈資源評(píng)估研究現(xiàn)狀[J]. 謝光輝,王曉玉,任蘭天. 生物工程學(xué)報(bào). 2010(07)
[8]不同接種量對(duì)玉米秸稈發(fā)酵的影響[J]. 陳智遠(yuǎn),姚建剛. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(新能源產(chǎn)業(yè)). 2009(12)
[9]再談秸稈沼氣發(fā)酵的碳氮比[J]. 陳斯,熊承永. 中國(guó)沼氣. 2009(02)
[10]互花米草中溫厭氧發(fā)酵木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的變化[J]. 李繼紅,楊世關(guān),鄭正,陳廣銀,鄒星星,孟卓. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2009(02)
碩士論文
[1]基于灰成分的生物質(zhì)結(jié)渣特性研究[D]. 張浩.山東大學(xué) 2010
[2]玉米稈爆破酶解殘?jiān)举|(zhì)素的結(jié)構(gòu)特性[D]. 朱曉雪.南京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):2978509
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