厌氧发酵改性促进秸秆压缩成型性能机理研究
发布时间：2021-01-15 07:30
秸秆是生产生物燃料的重要原料,它既可通过厌氧发酵转化为沼气,亦可以通过压缩成型加工成固体成型燃料。但由于秸秆本身特性,在厌氧发酵中面临着抗生物降解结构抑制问题,在加工成型燃料中存在着成型设备快速磨损问题。针对上述问题,本文提出了一种基于秸秆厌氧发酵处理改性制备成型燃料并联产气体生物燃料的研究思路,即利用厌氧微生物的生物降解功能提升秸秆的压缩成型性能,为降低成型压力和温度,提高成型燃料机械耐久性创造条件,从而达到降低成型能耗和减缓成型设备磨损的目的。围绕该目的,本文重点开展了厌氧发酵改性促进秸秆压缩成型性能机理的探索,在此基础上,初步开展了秸秆厌氧发酵改性制备成型燃料工艺的研究。厌氧发酵改性促进秸秆压缩成型性能机理研究。第一步,选取玉米秸秆为原料开展了厌氧发酵改性试验,研究了秸秆物化特性随厌氧发酵进程变化的规律；第二步,对发酵改性秸秆进行压缩成型试验,系统分析成型燃料的密度、强度等性能参数,以及微观结构特征；第三步,根据上述两方面的试验结果并结合理论分析,总结提出了厌氧发酵促进秸秆压缩成型性能的机理；最后,开展了机理验证性试验,最终形成了对厌氧发酵促进秸秆压缩成型性能机理的完整认识。秸秆...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
压辊的磨损
同时还可避幵結軒制取沼气所面临的突破稻秆抗降解结构这一世界性难题。如图1-2所示。 、、/ \I \i Ii 燃料 H；.1 一 、广 ： f 丨/一 … 、、 ； —..1 」 ！ ：|y —I 压缩成型“ J i棄 i i I——…i I I fi'i…丨V次也⑴I和丨 h厌氧发酵I 、，二：大 、— J^p -V I …….！i 稻秆棄r / \、、、 ， 、 , 、、 、、,氏 /. — —^■！" —\ ,— 】 1、、 I P ~—■! \^ i抗生物降解屏障I I ！厌氧发酵i I压缩成型I i i if I I “‘ M X" i， i生物转化率低’预i i ——————一———■ I ：——-————?一"J I j成型过程能耗高’ i认 ；处理成本高 i I气体生物燃料I I固体生物燃料i j设备磨损严重i识、：:：::：：：,)、：=::=:); ?L^3ZZli''图1-2课题研究思路1.3本文研究内容本文开展了以下两方面的研究。(1)厌氧发酵改性促进结秆压缩成型性能机理研究。第一步，选取玉米稻秆为原料开展了厌氧发酵改性试验，研究了稻秆物化特性随厌氧发酵进程变化的规律；第二步，对发酵改性稻杆进行压缩成型试验，系统分析成型燃料的密度、强度等性能参数，以及微观结构特征；第三步，根据上述两方面的试验结果并结合理论分析
玉米稻杆厌氧发酵前和发酵10天和20天后的FTIR指纹区（1800-400cm-i)谱图如图2-2所示。将图2-2所示玉米稻秆FTIR谱图的部分谱峰进行归属分析[52]，结果见表2-3。由图2-2可见，随着发酵的进行，在1730cm“处变化最大，此处的吸收来自半纤维中未键和的C=0双键，发酵10天和20天的玉米稻杆在该处的吸收峰大大减弱甚至消失，说明经过厌氧发酵后的玉米稻杆中半纤维素发生了明显降解。14
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源市场灵活调整应对世界变化——《BP世界能源统计年鉴2013》发布[J]. 王立敏. 国际石油经济. 2013(07)
[2]生物质固体成型燃料技术研究进展及应用效益分析[J]. 李平,蔡鸣,陈正明,崔晋波. 安徽农业科学. 2012(14)
[3]稻秆的烘焙预处理及其固体产物的气化反应性能[J]. 邓剑,罗永浩,王贵军,张睿智,匡江红,张云亮. 燃料化学学报. 2011(01)
[4]氨纤维爆破法预处理木质纤维生物质原料[J]. 杨盛茹,丁长河,王罗琳,翟双燕. 酿酒. 2010(05)
[5]生物质固体燃料成型机压辊磨损失效分析[J]. 霍丽丽,侯书林,田宜水,赵立欣,孟海波,孙浩. 农业工程学报. 2010(07)
[6]螺杆挤压式生物质成型机优化设计与试验[J]. 刘圣勇,杨国峰,杨群发,王森,华磊,王晓东. 农业机械学报. 2010(07)
[7]中国作物秸秆资源评估研究现状[J]. 谢光辉,王晓玉,任兰天. 生物工程学报. 2010(07)
[8]不同接种量对玉米秸秆发酵的影响[J]. 陈智远,姚建刚. 农业工程技术(新能源产业). 2009(12)
[9]再谈秸秆沼气发酵的碳氮比[J]. 陈斯,熊承永. 中国沼气. 2009(02)
[10]互花米草中温厌氧发酵木质纤维结构的变化[J]. 李继红,杨世关,郑正,陈广银,邹星星,孟卓. 农业工程学报. 2009(02)
硕士论文
[1]基于灰成分的生物质结渣特性研究[D]. 张浩.山东大学 2010
[2]玉米秆爆破酶解残渣木质素的结构特性[D]. 朱晓雪.南京林业大学 2009
本文编号：2978509
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
压辊的磨损
同时还可避幵結軒制取沼气所面临的突破稻秆抗降解结构这一世界性难题。如图1-2所示。 、、/ \I \i Ii 燃料 H；.1 一 、广 ： f 丨/一 … 、、 ； —..1 」 ！ ：|y —I 压缩成型“ J i棄 i i I——…i I I fi'i…丨V次也⑴I和丨 h厌氧发酵I 、，二：大 、— J^p -V I …….！i 稻秆棄r / \、、、 ， 、 , 、、 、、,氏 /. — —^■！" —\ ,— 】 1、、 I P ~—■! \^ i抗生物降解屏障I I ！厌氧发酵i I压缩成型I i i if I I “‘ M X" i， i生物转化率低’预i i ——————一———■ I ：——-————?一"J I j成型过程能耗高’ i认 ；处理成本高 i I气体生物燃料I I固体生物燃料i j设备磨损严重i识、：:：::：：：,)、：=::=:); ?L^3ZZli''图1-2课题研究思路1.3本文研究内容本文开展了以下两方面的研究。(1)厌氧发酵改性促进结秆压缩成型性能机理研究。第一步，选取玉米稻秆为原料开展了厌氧发酵改性试验，研究了稻秆物化特性随厌氧发酵进程变化的规律；第二步，对发酵改性稻杆进行压缩成型试验，系统分析成型燃料的密度、强度等性能参数，以及微观结构特征；第三步，根据上述两方面的试验结果并结合理论分析
玉米稻杆厌氧发酵前和发酵10天和20天后的FTIR指纹区（1800-400cm-i)谱图如图2-2所示。将图2-2所示玉米稻秆FTIR谱图的部分谱峰进行归属分析[52]，结果见表2-3。由图2-2可见，随着发酵的进行，在1730cm“处变化最大，此处的吸收来自半纤维中未键和的C=0双键，发酵10天和20天的玉米稻杆在该处的吸收峰大大减弱甚至消失，说明经过厌氧发酵后的玉米稻杆中半纤维素发生了明显降解。14
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源市场灵活调整应对世界变化——《BP世界能源统计年鉴2013》发布[J]. 王立敏. 国际石油经济. 2013(07)
[2]生物质固体成型燃料技术研究进展及应用效益分析[J]. 李平,蔡鸣,陈正明,崔晋波. 安徽农业科学. 2012(14)
[3]稻秆的烘焙预处理及其固体产物的气化反应性能[J]. 邓剑,罗永浩,王贵军,张睿智,匡江红,张云亮. 燃料化学学报. 2011(01)
[4]氨纤维爆破法预处理木质纤维生物质原料[J]. 杨盛茹,丁长河,王罗琳,翟双燕. 酿酒. 2010(05)
[5]生物质固体燃料成型机压辊磨损失效分析[J]. 霍丽丽,侯书林,田宜水,赵立欣,孟海波,孙浩. 农业工程学报. 2010(07)
[6]螺杆挤压式生物质成型机优化设计与试验[J]. 刘圣勇,杨国峰,杨群发,王森,华磊,王晓东. 农业机械学报. 2010(07)
[7]中国作物秸秆资源评估研究现状[J]. 谢光辉,王晓玉,任兰天. 生物工程学报. 2010(07)
[8]不同接种量对玉米秸秆发酵的影响[J]. 陈智远,姚建刚. 农业工程技术(新能源产业). 2009(12)
[9]再谈秸秆沼气发酵的碳氮比[J]. 陈斯,熊承永. 中国沼气. 2009(02)
[10]互花米草中温厌氧发酵木质纤维结构的变化[J]. 李继红,杨世关,郑正,陈广银,邹星星,孟卓. 农业工程学报. 2009(02)
硕士论文
[1]基于灰成分的生物质结渣特性研究[D]. 张浩.山东大学 2010
[2]玉米秆爆破酶解残渣木质素的结构特性[D]. 朱晓雪.南京林业大学 2009
本文编号：2978509
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