發(fā)布時間：2024-03-31 03:32

　　厭氧消化產(chǎn)沼氣是秸稈能源轉(zhuǎn)化有效技術(shù)之一,由于秸稈結(jié)構(gòu)的特殊性所導(dǎo)致的難降解問題,一直是秸稈能源化利用的難題。以秸稈預(yù)處理方式的高效率、低消耗、低污染、低成本的發(fā)展方向?yàn)樵瓌t,結(jié)合木質(zhì)纖維素低溫快速熱解機(jī)理,我們提出了熱化學(xué)預(yù)處理方法,通過快速升溫加熱秸稈使其物理化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而使其高效降解,提高秸稈厭氧消化率和產(chǎn)氣率。該方法不但具有耗時短,效率高,而且有很好的連續(xù)性的特點(diǎn)。 本文利用流化床熱解反應(yīng)器(加熱速率>103℃/s)對玉米秸稈進(jìn)行了熱化學(xué)預(yù)處理,通過對熱化學(xué)預(yù)處理后的玉米秸稈顆粒物化性及其微觀結(jié)構(gòu)的檢測及后續(xù)發(fā)酵試驗(yàn)分析,證明了此熱化學(xué)預(yù)處理在沼氣發(fā)酵應(yīng)用上具有可行性。本文的研究內(nèi)容及主要結(jié)論如下： 1.利用流化床熱解反應(yīng)器在預(yù)設(shè)溫度180℃,滯留時間為1s,常壓的環(huán)境下對玉米秸稈進(jìn)行了熱化學(xué)預(yù)處理,并且利用粗纖維測定儀、掃描式電子顯微鏡和傅里葉紅外光譜儀對熱化學(xué)處理后的玉米秸稈顆粒進(jìn)行了分析。結(jié)果表明熱化學(xué)預(yù)處理可使玉米秸稈表面結(jié)構(gòu)變得松散,木質(zhì)纖維素含量均明顯減少,纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的去除率分別達(dá)到15.93%、12.22%和26.64%。 2.以180...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 玉米秸稈的成分及其特征
        1.2.1 纖維素的結(jié)構(gòu)特征
        1.2.2 半纖維素的結(jié)構(gòu)特征
        1.2.3 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)特征
    1.3 玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)沼氣技術(shù)
        1.3.1 玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)沼氣的步驟與機(jī)理
        1.3.2 玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)沼氣的限制因素
    1.4 玉米秸稈的預(yù)處理方式
    1.5 課題研究內(nèi)容、目的及意義
        1.5.1 課題研究內(nèi)容
        1.5.2 課題研究的目的與意義
第二章 熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈及其對結(jié)構(gòu)影響
    2.1 熱解反應(yīng)器介紹
    2.2 流化床熱解預(yù)處理玉米秸稈
        2.2.1 熱解預(yù)處理玉米秸稈原理
        2.2.2 流化床反應(yīng)器構(gòu)造及其工作原理
        2.2.3 流化床熱解器預(yù)處理玉米秸稈方法步驟
    2.3 熱化學(xué)預(yù)處理對玉米秸稈的影響
        2.3.1 纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的含量變化
        2.3.2 掃描式電子顯微鏡觀察玉米秸稈微觀結(jié)構(gòu)的變化
        2.3.3 傅里葉紅外光譜儀測定玉米秸稈化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈發(fā)酵特性試驗(yàn)
    3.1 試驗(yàn)材料與儀器
        3.1.1 試驗(yàn)材料
        3.1.2 試驗(yàn)儀器
    3.2 沼氣發(fā)酵原料的特性分析
        3.2.1 含水率的測定
        3.2.2 揮發(fā)性固體含量的測定
        3.2.3 總碳含量的測定
        3.2.4 總氮含量的測定
    3.3 熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈發(fā)酵試驗(yàn)
        3.3.1 試驗(yàn)裝置及方法
        3.3.2 試驗(yàn)參數(shù)確定
        3.3.3 試驗(yàn)測試指標(biāo)及分析方法
    3.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.4.1 沼氣產(chǎn)量
        3.4.2 沼氣成分分析
        3.4.3 TS與VS去除率
        3.4.4 pH變化情況
    3.5 本章小結(jié)
第四章 熱化學(xué)預(yù)處理與其他預(yù)處理方法的對比發(fā)酵試驗(yàn)
    4.1 預(yù)處理方法
        4.1.1 熱化學(xué)預(yù)處理
        4.1.2 堿預(yù)處理
        4.1.3 堆腐預(yù)處理
    4.2 試驗(yàn)裝置與分析方法
        4.2.1 試驗(yàn)裝置與方法
        4.2.2 試驗(yàn)參數(shù)確定
        4.2.3 試驗(yàn)測試指標(biāo)與分析方法
    4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 預(yù)處理前后原料成分分析
        4.3.2 產(chǎn)氣量分析
        4.3.3 產(chǎn)氣成分分析
        4.3.4 總固體去除率與揮發(fā)性固體去除率
    4.4 本章小結(jié)
第五章 熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈發(fā)酵試驗(yàn)條件的優(yōu)化
    5.1 熱化學(xué)預(yù)處理處理溫度的優(yōu)化
        5.1.1 試驗(yàn)條件及試驗(yàn)測試指標(biāo)
        5.1.2 試驗(yàn)結(jié)果
    5.2 熱化學(xué)預(yù)處理發(fā)酵料液固體含量的優(yōu)化
        5.2.1 試驗(yàn)條件及試驗(yàn)測試指標(biāo)
        5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
第六章 熱化學(xué)預(yù)處理對沼氣發(fā)酵效果影響的機(jī)理研究
    6.1 熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈結(jié)構(gòu)變化規(guī)律
        6.1.1 纖維素、半纖維素及木質(zhì)素變化規(guī)律
        6.1.2 微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律
        6.1.3 化學(xué)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律
    6.2 熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣變化規(guī)律
第七章 全文總結(jié)及下一步工作建議
    7.1 總結(jié)
    7.2 工作建議
在讀期間公開發(fā)表的論文及參與課題
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3943383