利用外源氢气厌氧发酵原位合成甲烷的研究

发布时间：2024-07-02 00:18

　　可再生能源紧缺和生物质等废弃物资源化利用是当今世界面临的重大课题。以秸秆等农作物废弃物作为原料,改进传统厌氧发酵产沼气的研究也成为了当下研究的热点。分别以营养液和水稻秸秆作为发酵底物,在发酵瓶(500mL)和带搅拌的发酵罐(30L)中,利用外源H2和CO2厌氧发酵原位合成CH4。实验探索发酵温度、搅拌强度、外源气体组成(H2/CO2比)及流量等参数对发酵过程中的产气规律和组成的影响,以确定适宜的反应条件;根据不同条件下食氢产甲烷菌利用H2和CO2的发酵表现,解析沼气中各组分的变化规律。H2在气液界面传质阻力大,强化搅拌能整体上提高外源氢气的利用率。在搅拌条件一定时,CH4的体积分数随着温度、外源气体组成(H2/CO2比)及通量的升高而升高;反应适宜的温度在55℃⁶5℃之间,在温度到达55℃后继续升温,沼气中各组分体积分数变化不大。以营养液为底物的厌氧发酵中,外源氢气的引入能明显提高厌氧发酵沼气产量和CH4的体积分数,外源气体组成H2/CO2比5:1为宜,发酵适宜的温度在55℃⁶5℃之间。以秸秆为底物的厌氧发酵中,以纯H2作为外源气为宜。在温度...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 本文研究内容
    1.3 研究创新点
第二章 文献综述
    2.1 沼气厌氧发酵技术的相关研究
        2.1.1 沼气发酵过程
        2.1.2 沼气发酵的微生物种类
        2.1.3 秸秆利用的现状
        2.1.4 沼气的综合利用
    2.2 沼气中二氧化碳的去除方法
        2.2.1 吸收法
        2.2.2 吸附法
        2.2.3 低温分离法
        2.2.4 膜分离法
        2.2.5 原位提纯法
        2.2.6 小结
第三章 实验部分
    3.1 实验原理及方案
    3.2 实验装置
    3.3 实验材料
    3.4 实验步骤及条件控制
        3.4.1 实验步骤
        3.4.2 实验条件的控制
    3.5 实验分析方法
        3.5.1 TS、VS的测定
        3.5.2 外源气体通量校正因子的确定
        3.5.3 沼气日产量、累积产量的测定
        3.5.4 沼气中甲烷、二氧化碳和氢气含量的测定
第四章 营养液为底物外源氢气间歇厌氧发酵合成甲烷
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 温度对沼气组分含量的影响
        4.2.2 外源气体分压比对沼气组分含量的影响
        4.2.3 外源气体分压比和温度对沼气产气规律的影响
    4.3 小结
第五章 秸秆为底物外源氢气间歇厌氧发酵合成甲烷
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 温度对沼气组分含量的影响
        5.2.2 外源气体分压比对沼气组分含量的影响
        5.2.3 外源气体分压比和温度对沼气产气规律的影响
    5.3 小结
第六章 秸秆为底物外源氢气发酵合成甲烷扩大试验
    6.1 引言
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 搅拌强度对沼气组分含量的影响
        6.2.2 H2流量对沼气组分含量的影响
    6.3 小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表学术论文



本文编号：3999407