不同预处理方法对秸秆原料厌氧发酵产沼性能影响研究

论文总字数：11430字

摘 要

当今时代，全世界都面临着能源危机，煤炭、石油、天然气等的不可再生的燃料的消耗利用越来越大，尤其是我国的能源短缺情况越来越严重，因此开发以及利用新能源的已经成为现在我们都要迫切解决的问题。沼气是一种可再生的优质清洁能源，在缓解农村能源紧缺、保护和恢复森林植被、改善生态环境方面具有重要意义。对秸秆进行预处理是提高秸秆的利用率和产气率的一种有效的手段，是目前秸秆沼气发酵研究的重要组成部分。目前对秸秆类原料普遍采用的预处理方式大致分为物理处理、化学处理、生物学处理和复合处理四大类。物理处理旨在机械破坏纤维素的多聚结构；生物学处理是利用主要分解木质素而不是纤维素的生物或木质素酶使秸秆中的木质素分解，破坏纤维素-木质素-半纤维素的复合结构，从而达到提高消化率的目的。本试验采用物理、生物两种不同预处理方法对秸秆原料进行预处理试验，探讨其对厌氧发酵产气性能的影响。

关键词：生物质能，预处理，沼气发酵

Abstract：Consumption advantage of today"s era , the world is facing an energy crisis , coal, oil, natural gas and other non-renewable fuels is growing, especially in China"s energy shortage is getting worse , so the development and utilization of new energy sources has now we have become an urgent problem . Biogas is a renewable clean energy, quality , and has important significance in alleviating rural energy shortage, protection and restoration of forest vegetation , improve the ecological environment . Straw straw pretreatment is to improve the utilization and gas production rate is an effective means of straw fermentation biogas is an important component . Currently straw for pretreatment of raw materials commonly used broadly divided into physical treatment , chemical treatment , biological treatment , and combined treatment of the four categories. Physical treatment aimed at the destruction of cellulose poly- mechanical structure ; biological treatment is the use of the main decomposition of lignin rather than cellulose or lignin biological enzymes to make straw lignin decomposition , destruction of cellulose - lignin - hemicellulose the composite structure so as to achieve the purpose of improving the digestibility . This test uses the physical, biological pretreatment methods on two different straw feedstock pretreatment tests to investigate the effects on anaerobic fermentation gas production performance.

Keywords： biomass, pretreatment , the fermentation raw material

目 录

1 前言 3

1.1 选题的目的及意义 3

2 厌氧发酵概况简述 4

2.1沼气厌氧发酵的原理概况 4

2.2 沼气厌氧发酵的不同预处理方法 4

2.3 沼气厌氧发酵所需要的外部条件 5

3 本研究的内容介绍 6

3.1 实验的前期处理过程 6

3.2 发酵原料配比 6

4 实验装置与研究方法 6

4.1 实验装置 6

4.2 实验方法 7

4.3 测试方法与指标 7

5. 实验结果与分析 8

结论 11

参考文献 12

致 谢 14

1 前言

1.1 选题的目的及意义

当今时代，随着人口的剧增以及工业的迅猛发展，全世界都面临着各种不同层度的能源危机。而在当前油价持续走高，电力、煤炭等资源都出现不同程度的缺乏，并且生态环境一直恶化的形势下，发展并使用廉价、环保的清洁能源已成为各国都需要面临并且解决的问题。生物质能有很多非常突出的特点，比如无污染、能再生、存在广泛，有非常大的潜力在未来替代传统化石燃料。世界上生物质能源极其丰富，全球生物质产量大约每年为1460 亿吨。相关专家预测，由于全球提倡可持续发展，生物质能源将成为其重要的组成部分。生物质能就是把农畜“废物”，比如：有机废水、秸秆、禽畜粪尿等，用高新科技，将其转化为比较清洁、少污染甚至无污染的能源。而且，利用生物质能来替代现阶段的常规燃料，减少硫氧、碳氧、氮氧等多种化合物污染物的排放，减轻环境的污染。例如，每利用1万吨秸秆代替煤炭，将减少硫氧化合物排放40吨、烟尘排放100吨、碳氧化合物排放1.4万吨^[1]。利用农村废弃物生产沼气得到的是一种清洁能源，缓解了环境压力，而且生产了优质的可再生能源，符合国家提倡的可持续科学发展观和循环经济的理念。

沼气发酵系统可以有效地回收农村废弃物，是理想的农业废弃物能源回收系统，具有很好的可用率和可持续循环率。沼气是有机物通过厌氧发酵形成的一种可燃性气体，主要成分是甲烷和二氧化碳，这就使沼气具有一个很好的提供能源的效果。沼气是一种能够几乎可以一直使用的新型清洁可持续能源，并且具有资源丰富、清洁卫生、热效率高、造价低廉等特点。

我国秸秆的产沼气潜力十分巨大，但是，我国目前与秸秆作为沼气发酵原料的相关科学研究却比较缺乏。缺乏技术的支持，所以秸秆生产沼气出现了一系列问题，慢慢被研究所抛弃。渐渐的沼气发酵原料转向了畜禽粪便，但是随着农村经济的不断发展和农业产业结构的不断调整，出现人畜分离的趋势，所以现有以畜粪为主的沼气发酵因为没有发酵原料而停止运行。因此，秸秆制取沼气的利用必然会成为中国沼气研究的重点。

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